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本题添加时间：2023/4/3 12:59:00
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八、给定以下的假设，试计算直接映象Cache和两路组相联Cache的平均访问时间以及CPU的性能。由计算结果能得出什么结论？

答案是:（1）理想Cache情况下的CPI为2.0，时钟周期为2ns，平均每条指令访存1.2次；
（2）两者Cache容量均为64KB，块大小都是32字节；
（3）组相联Cache中的多路选择器使CPU的时钟周期增加了10％；
（4）这两种Cache的失效开销都是80ns；
（5）命中时间为1个时钟周期；
（6）64KB直接映象Cache的失效率为1.4％，64KB两路组相联Cache的失效率为1.0％。
答： 平均访问时间＝命中时间＋失效率×失效开销
平均访问时间1-路=2.0+1.4% *80=3.12ns
平均访问时间2-路=2.0*(1+10%)+1.0% *80=3.0ns
两路组相联的平均访问时间比较低
CPUtime=（CPU执行+存储等待周期）*时钟周期
CPU time=IC（CPI执行+总失效次数/指令总数*失效开销） *时钟周期
=IC（（CPI执行*时钟周期）+（每条指令的访存次数*失效率*失效开销*时钟周期））
CPU time 1-way=IC(2.0*2+1.2*0.014*80)＝5.344IC
CPU time 2-way=IC(2.2*2+1.2*0.01*80)＝5.36IC
相对性能比：CPUtime-2way/CPUtime-1way5.36/5.344=1.003
直接映象cache的访问速度比两路组相联cache要快1.04倍，而两路组相联Cache的平均性能是直接映象cache的1.003倍。因此这里选择两路组相联。


出自 湖南大学-自算计体系结构  江开系统

湖南大学

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