MIPS 2 路缓存

Question

我有一个 MIPS 64 位架构的缓存，每块 4KB 的 2 路和 16 个字的行（对于每个块）。 我必须确定：

1. [ 标签 |索引 |偏移]

   每个字段的位大小

2. 整个内存由多少位组成？

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我不知道我所做的是否正确，因为我没有结果，因为我们使用的是 64 位 MIPS 而不是 32 我认为一个单词应该由 8 个字节组成4 个。

我通过4KB / (16 words * 8 byte) = 32计算了块数

然后我已经完成了32 / 2-way= 16 --> 4 位 INDEX

然后我得到字和字节偏移如下：

16 个字 --> 4 位 字偏移量

8 字节 --> 3 位 字节偏移量

最后我将 TAG 计算为64 - 4(index) - 4(word offset) - 3 (byte offset) = 53 bit

总比特数将是53 tag + 64 + 1 validate = 118 乘以块数（32）将得到 3776 比特。

我不完全确定结果，有人可以帮我解决这个问题吗？

谢谢。

Answer 1

部分问题不是很清楚，我会尽力做出最好的猜测。

假设：缓存大小为 4KB，字为 64 位，内存为字节寻址。

信息：缓存行宽 16 个字，它是一个 2-way set assoc 缓存。

Cacheline size = 16 word * 64 bits (8 byte) = 128 byte
Number of cachelines = 4 KB/128 B = 32
Number of blocks = 32 / 2 (2-way) = 16
As the memory is byte addressable, least 3 bits of the address can be ignored.
Next 4 bytes will be used to offset in a word in the 16 word cacheline.
Next bit of the address is ignored because its 2-way assoc
As there are 16 blocks, next 4 bits will be used to index a block.
That leaves 64 - (4 + 1 + 4 + 3) = 52 bits for the TAG.

TAG - 52 bits [bits 12 to 63]
Index - 4 bits [bits 8 to 11]
Offset - 4 bits [bits 3 to 6]

第二个问题很难回答，因为缓存通常每个缓存行都有额外的位，例如有效位等。为了简单起见，我们假设这个缓存每个缓存行只有一个 TAG。这给了我们 52 位 * 16 个块 * 一个块中的 2 行 = 1664 位 = 208 个字节。

因此整个缓存大小将是

= 4 KB + 208 B
= 4096 B + 208 B
= 4304 Bytes