1. 映射方式 (Mapping) - 考点
将主存块（Block）放到 Cache 行（Line）的规则。
| 方式 | 规则 | 优点 | 缺点 | 地址结构 |
|---|---|---|---|---|
| 直接映射 (Direct) | 简单，查找快 | 冲突率高（抖动） | Tag + Index + Offset | |
| 全相联 (Fully) | 任意放 | 冲突率最低 | 比较器电路复杂，慢 | Tag + Offset |
| 组相联 (Set Assoc) | 折中方案 | 工业界主流（如 8路组相联） | Tag + SetIndex + Offset |
- Offset 块内偏移：只与块相关，由于内存一次搬运一个块，所以需要用以区分块内元素。公式：。
- offset (偏移量) = 的原因是为了用最小的位数来唯一标识出内存/磁盘中一个块（Block）内部的每一个字节。
- Index 组索引：由 Cache 的组数或行数决定
- Tag 标记：身份验证的关键，与其中包含的 Tag 比对，验证是否命中
- 命中，拿走数据
- 缺失，去主存找
- 计算：地址剩下的高位全都用来做 Tag
| 概念 | 类比作用 | 负责定位… |
|---|---|---|
| Index (索引) | 确定是哪一栋楼 | 确定数据在缓存的哪个组 (Set) |
| Tag (标记) | 确定是哪一个房间 | 确定数据是否是我们要找的那个块 (Block) |
| Offset (偏移量) | 确定房间里的哪个角落 | 确定在块中哪个字节 (Byte) |
- 直接映射：指定了行号
- 全相联：没有行号限制，需要并行比较，速度慢
- 组相联：根据行号划定空间，兼顾性能与便利性
注意
1KB = 1024Byte ！而不是 bit
计算存储大小时，不看 tag，而是用 index 判断组数：Cache 总容量 = 组数 每组行数 (路数) 块大小
2. 替换算法 (Replacement)
当 Cache 满了，踢谁？
- LRU (Least Recently Used)：踢掉最久没用过的。利用了时间局部性，效果最好，硬件实现稍繁（计数器/栈）。
- FIFO：先进先出。效果差，可能出现 Belady 现象（容量大反而命中率低）。
- Random：随机踢。硬件最简单，效果在大容量 Cache 下不比 LRU 差多少。
3. 写策略 (Write Policy) - 一致性难题
- 写命中 (Write Hit)：
- 写回 (Write Back)：只写 Cache，设脏位 (Dirty Bit)。被替换时才写回主存。（性能高，适合多核一致性协议如 MESI）。
- 直写 (Write Through)：同时写 Cache 和主存。（简单，但慢，需 Write Buffer）。
- 写缺失 (Write Miss)：
- 写分配 (Write Allocate)：先调入 Cache，再写。（通常配对 Write Back）。
- 非写分配 (No-write Allocate)：直接写主存，不调入。（通常配对 Write Through）。