Cache总容量计算与写回法联合使用

@(组成原理)

（2015.15）假定主存地址为32位，按字节编址，主存和Cache之间采用直接映射方式，主存块大小为4个字，每字32位，采用写回（Write Back）法,则能存放4K字数据的Cache的总容量的位数至少是C.
A. 146K B. 147K C.148K D.158K

分析：这题主要想强调写回法至少有的标记是脏位和有效位。

写回法：当CPU写Cache时，只修改Cache的内容，不是立即写入到主存。只有当此Cache块被替换时才写回主存。因此，就存在不一致的隐患，需要记录这一块是不是被写了，如果只是读而没有写，那么就不必写回。写是比较耗时的操作。因此有必要有一个位，这个位叫作脏位。

此外，每一个Cache行必然有的位是有效位！这个是最基础的，根据主存地址和中间的块号索引到Cache块时，还要看人家Cache块愿不愿意呢。所以有效位就是做这样的工作的。

回到本题，我们可以算出块内偏移需要4位，注意是按照字节B编址，不是bit。当然这个可以不用算，算出来只是觉得好玩。

Cache数据有4K字，就是
4K⋅32bits=4K⋅4B=16KB=214B4K\cdot 32bits = 4K\cdot 4B = 16KB = 2^{14}B
共有1K行。

所以行号+行内索引共14位，则32位主存地址有32-14 = 18bits用于高位标记。

加上2bits的有效位和脏位，共20bits.

所有共有：20bits⋅1K+4K⋅32bits=148Kbits20bits\cdot 1K + 4K\cdot 32bits =148Kbits

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