缓存分析 - 计算机体系结构

Question

这是计算机体系结构课程中的一个问题，给我带来了一些麻烦：

你有一个应用程序，它的内存访问模式是一个流，它的整个数据集是 128kB。您机器中的数据缓存容量为 64kB。它是字可寻址的，并与 32B 线直接映射。它能够一次获取一行。

给定访问模式：0, 4, 8, 12, 16, 20, 24, 28, 32, 36, 40, ..., 32768，其中每个访问都是一个 4B 字。

1. 未命中率是多少？
2. 可以通过使用更大的缓存来降低未命中率吗？
3. 如果减少数据集的大小，是否可以降低未命中率？

我认为是这样的：缓存最初是空的，这意味着每次访问都会导致强制未命中。那么这是否意味着未命中率为 100%，因为最初没有加载数据并且模式没有两次命中任何地址？

任何理解这一点的帮助将不胜感激！

Answer 1

请注意，您的缓存行长 32B，这意味着当您加载地址 0 时，您会收到地址 4,8,...,28，所有这些都将在缓存中命中。所以你的失误率是 4/32 = 1/8 = 12.5%。更大的缓存或减少数据集无济于事，因为您所有的未命中都是强制未命中。但添加预取器将有助于降低未命中率。