Детерминированный и случайный способы отображения основной памяти на кэш.

Работа с КЭШем (алгоритм поиска, алгоритм замещения) напрямую зависит от способа отображения основной памяти на кэш.

Способы бывают разные, но основное требование к отображению – ПРОЗРАЧНОСТЬ. То есть правило отображения основной памяти на кэш не должно зависеть от работы программ и пользователей, должно быть постоянным.

Широко распространены 2 основные схемы отображения:

- случайное

- детерминированное

Случайное отображение

Элемент ОП может быть размещен в ЛЮБОМ месте КЭШа.

Данные помещаются вместе в адресом в ОП, и поиск осуществляется по этому адресу.

Схемы поиска:

· Простой перебор (неэффективно)

· Ассоциативный поиск (сравнение выполняется не последовательно с каждой записью КЭШа, а параллельно, сразу со всеми записями). Признак, по которому идет сравнение, называется ТЭГ. В данном случае – это адрес элемента в оперативной памяти.

Ассоциативный поиск стоит дорого.

Такая память используется только для обеспечения высокого процента попадания достаточно небольшого объема памяти.

Особенности КЭШа со случайным отображением:

· Вытеснение старых записей осуществляется только когда кэш-память заполнена и больше нет места

· Выбор данных на выгрузку идет среди всех записей КЭШа (по стандартным принципам, как страницы из виртуальной памяти)

Детерминированный способ отображения

· Любой элемент кэш памяти отображается в одно и то же место КЭШа.

· КЭШ память делится на строки, каждая хранит одну или больше записей из оперативной памяти.

· Строки кэш памяти соотносятся с адресами ОП как «один ко многим»

Прямое отображение:

· От адреса ОП отделяется несколько разрядов – это будет номер кэш-строки

· Ищем по этому номеру – нашли. Но это может быть любой из подходящих элементов.

· Чтобы не искать по всем подходящим, а быстро идентифицировать, то или не то нашли, в строке кэш-памяти содержится тэг – старшая ЧАСТЬ АДРЕСА ДАННЫХ в оперативной памяти.

· Если тэг совпал с такой же частью из запроса – попадание.