시스템 성능을 향상시키기 위해 캐시를 사용하는 기초는 무엇입니까?

캐시를 사용하여 시스템 성능을 향상시키는 기본은 프로그램 지역성의 원칙입니다. CPU는 데이터를 읽어야 할 때 먼저 캐시를 검색하여 필요한 콘텐츠가 있는지 확인합니다. 그렇다면 캐시에서 직접 읽습니다. CPU가 액세스해야 하는 대부분의 콘텐츠를 캐시에서 찾을 수 있으면(액세스 적중이라고 함) 시스템 성능이 크게 향상될 수 있습니다.

이 튜토리얼의 운영 환경: Windows 7 시스템, Dell G3 컴퓨터.

캐시를 사용하여 시스템 성능을 향상시키는 기본은 프로그램 지역성의 원칙입니다. 지역성의 원리에 따라 주 메모리에 접근 확률이 높은 콘텐츠를 캐시에 저장합니다. CPU는 데이터를 읽어야 할 경우 먼저 캐시를 검색하여 필요한 내용이 있는지 확인하고, 내용이 없으면 캐시에서 직접 읽은 후 메인 메모리로 보냅니다. CPU와 캐시를 동시에. CPU가 액세스해야 하는 대부분의 콘텐츠를 캐시에서 찾을 수 있으면(액세스 적중이라고 함) 시스템 성능이 크게 향상될 수 있습니다.

시스템의 평균 저장 주기는 적중률과 밀접한 관련이 있습니다. 적중률이 조금만 증가해도 성능이 크게 향상될 수 있습니다.

CPU가 메모리 액세스 요청을 보낸 후 필요한 데이터가 이미 캐시에 있는지 확인하기 위해 메모리 주소가 먼저 캐시 컨트롤러로 전송됩니다. 적중이 있는 경우 캐시에 직접 액세스됩니다. 이 프로세스를 캐시 주소 매핑이라고 합니다. 일반적인 매핑 방법에는 직접 매핑, 연관 매핑 및 그룹 연관 매핑이 포함됩니다.

캐시 메모리에서 액세스 실패가 발생한 후 해당 데이터를 CPU와 캐시로 동시에 읽어야 합니다. 그러나 캐시가 데이터로 가득 찬 후에는 새 데이터가 캐시에 있는 일부 오래된 데이터를 제거해야 합니다. 가장 일반적으로 사용되는 제거 알고리즘은 무작위 제거, 선입선출(FIFO) 및 최소 최근 사용 제거(LRU)입니다.

캐시에 캐시된 데이터가 주 메모리의 내용과 일치하는지 확인해야 하기 때문에 읽기 작업에 비해 캐시의 쓰기 작업이 더 복잡합니다.

(1) 직접 쓰기(write)를 통해). 캐시에 쓸 때 데이터는 동시에 주 메모리에 다시 쓰여지는데, 이를 연속 쓰기라고 부르기도 합니다.

(2) 답장을 보내주세요. CPU가 캐시의 특정 라인을 수정한 후 해당 데이터가 즉시 주 메모리 장치에 기록되지 않고, 해당 라인이 캐시에서 제거되면 데이터가 주 메모리에 다시 기록됩니다.

(3) 표기법. 캐시의 각 데이터에 대해 유효한 비트를 설정합니다. 데이터가 캐시에 들어갈 때 유효 비트는 1로 설정됩니다. CPU가 데이터를 수정하려면 데이터를 주 메모리에 쓰고 동시에 유효 비트를 0으로 지우면 됩니다. 캐시에서 데이터를 읽으려면 유효한 비트를 테스트해야 합니다. 1이면 캐시에서 직접 숫자를 가져오고, 그렇지 않으면 주 메모리에서 숫자를 가져옵니다.

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