1、题目：伪相联映像 Cache 降低 Cache 失效率的方法 方法： 伪相联 Cache 基本思想及工作原理在逻辑上把直接映象 Cache 的空间上下平分为两个区。对于任何一次访问，伪相联 Cache 先按直接映象 Cache 的方式去处理。若命中，则其访问过程与直接映象 Cache 的情况一样。若不命中，则再到另一区相应的位置去查找。若找到，则发生了伪命中，否则就只好访问下一级存储器。伪相联 Cache 具有一快一慢两种命中时间，它们分别对应于正常命中和伪命中的情况。图中绘出了它们的相对关系。使用伪相联技术存在一定的危险：如果直接映象 Cache 里的许多快速命中在伪相联 Cache 中变成
2、慢速命中，那么这种优化措施反而会降低整体性能。所以，要能够指出同一组中的两个块哪个为快速命中，哪个为慢速命中，这是很重要的。一种简单的解决方法就是交换两个块的内容。 举例：伪相联映像 Cache 降低 Cache 失效率的方法已应用于 MIPS R10000 的第二级的Cache 上。数据例子：假设当在按直接映象找到的位置处没有发现匹配、而在另一个位置才找到数 据( 伪命中)需要 2 个额外的周期。当 Cache 容量分别为 2KB 和 128KB 时，直接映象、两路组相联和伪相联这三种组织结构中，哪一种速度最快？首先考虑标准的平均访存时间公式：平均访存时间伪相联命中时间伪相联失效率伪相联失效
3、开销伪相联由于： 失效率伪相联失效率 2 路命中时间伪相联命中时间 1 路伪命中率伪相联2；伪命中率伪相联命中率 2 路命中率 1 路(1失效率 2 路) (1失效率 1 路)失效率 1 路失效率 2 路故：平均访存时间伪相联命中时间 1 路(失效率 1 路失效率 2 路) 2失效率 2 路失效开销 1 路将表中的数据代入上面的公式，得：平均访存时间伪相联，2KB 1(0.0980.076)2(0.07650)4.844平均访存时间伪相联，128KB1(0.010 0.007)2(0.00750)1.356根据上一个例子中的表 58，对于 2KB Cache，可得：平均访存时间 1 路 5.9
4、0 个时钟平均访存时间 2 路 4.90 个时钟对于 128KB 的 Cache 有，可得：平均访存时间 1 路 1.50 个时钟平均访存时间 2 路 1.45 个时钟 效果：伪相联映像 Cache 能在一定程度上降低 Cache 的失效率，但它的多种命中时间会使 CPU 流水线的设计复杂化。 评估：书上谈到伪相联 Cache 的实现时，大都讲可以采用索引位最高位去翻来找到“伪组” 。如果发生了伪命中，那命中的 Cache 块真是我们需要的吗？Cache 块的查找时通过查地址实现的。Cache 地址分三部分（如下图所示） ，因为Cache 是以块为单位选取的，所以块内地址不用考虑，当伪命中时，
5、会出现的情况是：标志位 索引位 块内地址期望地址： tt 1ii mm找到的 Cache 块： tt 1ii ？命中的 Cache 块： tt 0ii ？由此可见，伪命中的 Cache 地址并非我们所需要的，它有一位与所需的不符！书中描述伪相联实现时用了“索引位中最高位取反”这样的表述！这种说法实际上是有 问题的，因为取反的这一位实际上不再属于索引位。在 Cache 的块总数一定的情况下，相联程度越高索引位所需的位数就越少。那么，在伪相联后，相当于增加了相联程序，所以所需的索引位数较之采用伪相联之前要减少一位。那么减少的这一位就是用来取反 的那一位！这一位的实际意义是一位特殊的标志位，通过这一位将“伪 2 路”分成了“奇 路”和“偶路” 。因此这一位在判断是否命中时，也要参与对比。
