Cachemappningstekniker används i datorsystem för att optimera cachens prestanda. De två huvudsakliga cachemappningsteknikerna är direktmappning och uppsättningsassociativ mappning.
Direktkartläggning
Fördelar med direkt kartläggning:
- Enkel implementering:Direktmappning är lätt att implementera eftersom varje cacheblock har en fast plats.
- Låg kostnad:Direktmappning kräver mindre hårdvaruresurser jämfört med setassociativ och helt associativ mappning.
- Förutsägbar prestanda:Eftersom varje cacheblock har en fast plats är åtkomsttiden förutsägbar och beror inte på vilken data som nås.
Nackdelar med direkt kartläggning:
- Begränsad associativitet:Varje cacheblock kan bara innehålla ett minnesblock, vilket kan leda till konflikter om flera minnesblock mappas till samma cacheblock.
- Lägre träfffrekvens:På grund av begränsad associativitet har direkt mappning en lägre träfffrekvens jämfört med uppsättningsassociativ och helt associativ mappning.
- Cacheförorening:När flera minnesblock mappas till samma cacheblock kan cacheförorening inträffa, där data som ofta används kan skrivas över av data som inte används ofta.
Set-associativ mappning
Fördelar med uppsättningsassociativ mappning:
- Högre träfffrekvens:Uppsättningsassociativ mappning har en högre träfffrekvens jämfört med direkt mappning eftersom den tillåter flera minnesblock att mappas till samma cacheuppsättning.
- Minskad cacheförorening:Genom att tillåta att flera minnesblock mappas till samma cache-uppsättning, minskar uppsättningsassociativ mappning cacheförorening och förbättrar prestandan.
- Bra balans mellan kostnad och prestanda:Set-associativ mappning ger en bra balans mellan kostnad och prestanda genom att erbjuda en högre träfffrekvens än direkt mappning samtidigt som det kräver mindre hårdvaruresurser än helt associativ mappning.
Nackdelar med uppsättningsassociativ mappning:
- Mer komplex implementering:Uppsättningsassociativ mappning är mer komplex att implementera än direkt mappning eftersom det kräver ytterligare logik för att avgöra vilken cacheuppsättning ett minnesblock tillhör.
- Högre kostnad:Uppsättningsassociativ mappning kräver mer hårdvaruresurser jämfört med direkt mappning på grund av behovet av ytterligare logik och kretsar.
Sammanfattningsvis är direkt kartläggning enklare och billigare att implementera men har en lägre träfffrekvens och kan drabbas av cacheförorening. Uppsättningsassociativ mappning ger en bättre balans mellan kostnad och prestanda, erbjuder en högre träfffrekvens och minskad cacheförorening, men det är mer komplext att implementera.
