缓存交互步骤和读取周期

Question

我很难完全理解缓存是如何工作的。假设我有一个L1缓存和L2缓存。

1. CPU (主存)给L1控制器内存地址。
2. L1缓存控制器确定缓存集、请求的缓存标记和块偏移量。
3. L1高速缓存电路检查所请求的标签是否在集合中
4. 找不到L1缓存标签匹配。

#2发生在这里还是在L1向L2发送内存地址之后？

在读取时间(如果L1为x循环)，L2为y循环，主内存为z循环。基本上，如果上面的步骤发生，然后L2找到一个缓存标记匹配，并将其发送回发送给main的L1，那么它需要多少周期？当L1将它返回到CPU时，这是否算作读取周期？

提前感谢您的帮助！

Answer 1

L1可能在处理器中，但进程仍然相同。处理器执行读操作，例如地址和读/控制信号输出。在地址中，L1缓存查找标记并确定命中/误击。如果是命中，则返回信息，如果没有找到，则L1需要在其地址总线上运行，调整地址以使其与缓存行大小和地址对齐。L2做的事情与L1在较高级别上所做的一样，地址变成标记变成命中/失败，如果失败，则将对齐/大小的缓存线提取到其外部地址总线上，这会重复，直到您命中应答的内容(DRAM、外围设备等)。当L2响应时，它将该行发送回L1，根据设计/设置的规则，L1保存行，然后将所要求的数据/长度返回给处理器。现在，根据设计和设置，L1和L2包含相同的数据，理想情况下，L1包含L2中的所有数据，L2包含所有L1数据和一些数据。当然，不可缓存的请求应该通过，因此您可能会遇到L2命中，从而导致L1不存储数据。此外，根据设计，不可缓存的请求可能以原始处理器大小/形状传递到L1和/或L2的另一端，而不是对齐和大小到缓存线。