○Cache Memory
▷메인 메모리보다 빠르지만, 작고 매우 비싼 메모리 (SRAM)
▷사용자가 직접 읽거나 쓸 수 없고, 메모리 관리 시스템이 내부적으로 제어한다.
▷CPU가 데이터를 찾을 때 가장 먼저 찾는 곳이다.
▷메모리 계층 구조의 핵심이 된다.
▶구성
▶여러 개(S = 2^s)의 set이 모여 Cache를 구성한다. (주로 2의 멱수개)
▷set: 여러 개(E = 2^e)의 line이 모인것. (주로 2의 멱수개)
▷line: Cache Block. 여러 개(B = 2^B)의 bytes를 저장한다. 확인을 위한 tag와 valid bit이 존재한다.
▷Cache 크기: S × E × B Bytes.
▶Cache Read
▷1. set index로 찾는 line이 있는 set을 선택한다.
▷2. tag를 비교하여 해당 set에 우리가 찾는 line이 있는지 확인하고, 있다면 그 line이 valid한지 확인한다. -> hit
▷hit: tag가 같고, valid하다. 그냥 읽어들일 수 있다.
▷miss: tag가 같지 않지 않거나 valid하지 않다. 하위 계층에서 데이터를 가져와야한다.
▷3. block offset의 위치부터 찾는 데이터가 시작한다.
▶Directed Mapped Cache
▷Set에 line이 단 하나 있다.
▷tag비교를 한 번만 하면 된다. (불일치 -> 오래된 데이터?)
▶E-way Set Associative Cache
▷Set에 line이 E개있다.
▷tag비트
▷tag 비교를 E번 해야 한다.
▶Cache Write
▷여러 개의 데에터 복사본들이 각기 다른 계층에 존재한다. (Cache, Memory, Disk...)
▷write-through + No-write-allocate
▷write-back + no-write-allocate
▶write-hit 일 때
▷write-through: Cache에 갱신함과 동시에 Memory도 동시에 갱신한다.
▷write-back: Cache에 우선 갱신하고, Memory는 나중에 갱신한다.
▶write-miss 일 때
▷write-allocate: Cache로 Memory를 불러들이고, Cache에서 갱신한다.;
▷no-write-allocate: Memory에 직접 쓴다
▶Cache Performance
▶Miss Rate: Miss가 일어날 확률
▷보통 L1에서 3~10%, L2에서 1% 이하이다.
▷Miss시에 Main Memory까지 가서 메모리를 읽어야 하기 때문에, 작을수록 성능이 뛰어나다.
▶Hit Time: Hit시에 읽어오는데 걸리는 cycle
▷보통 L1에서 4, L2에서 10정도 된다.
▷작을수록 빠르게 읽어온다.
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