计算机组成原理八股

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Cache的基本原理 - 知乎 (zhihu.com)

• 什么是缓存(Cache)？为什么需要缓存？如何提高缓存的命中率？缓存是不是最快的？（⭐⭐）

（1）Cache即CPU的高速缓冲存储器，是一种是用于减少处理器访问内存所需平均时间的部件；

（2）由于CPU的计算速度远远大于从CPU向内存取数据的速度，如果每次都让CPU去内存取数据，会导致CPU计算能力的浪费，所以人们设计了缓存，CPU通过读写缓存来获取操作数，结果也通过缓存写入内存；

（3）注意程序的局部性原理，在遍历数组时按照内存顺序访问；充分利用CPU分支预测功能，将预测的指令放到缓存中执行；此外缓存的容量和块长是影响缓存效率的重要因素。如何提升CPU的缓存命中率？ - 知乎 (zhihu.com)

（4）缓存不是最快的，寄存器更快。

• 什么是缓存一致性，如何保证缓存一致性？

（1）在多核CPU中，每个核有自己的缓存，在两个核进行独自修改缓存中的数据的时候，就可能会造成数据不一致的问题，就是缓存的一致性问题；

（2）一个是在总线中加锁，一个是采用缓存一致性协议。

• 一个缓存块的大小是多少，读取内存中的字段是读多少数据取多少内存吗？

如果缓存没有命中(即读取一个数据没有在缓存中），不仅需要把该字(数据)从主存中取出，还需要从主存中将它所在的整个字块一次调入缓存中。缓存线(块)的长度是64B。

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