2. 考研
  3. 一台计算机有分离的数据和指令Cache。同时该计算机还采用了页式虚拟存储器技术。这里假定页面和(；ache块具有大小相同。已知Cache的存取速度为10 ns，主存的存取速度为60 ns，磁盘的存取速度为12 ms。该计算机的时钟周期为10 ns。如果指令

一台计算机有分离的数据和指令Cache。同时该计算机还采用了页式虚拟存储器技术。这里假定页面和(；ache块具有大小相同。已知Cache的存取速度为10 ns，主存的存取速度为60 ns，磁盘的存取速度为12 ms。该计算机的时钟周期为10 ns。如果指令

admin2014-07-18  30
问题 一台计算机有分离的数据和指令Cache。同时该计算机还采用了页式虚拟存储器技术。这里假定页面和(；ache块具有大小相同。已知Cache的存取速度为10 ns，主存的存取速度为60 ns，磁盘的存取速度为12 ms。该计算机的时钟周期为10 ns。如果指令和数据的提取均命中Cache，指令的执行需要1个时钟周期。Cache采用的是直接映射并使用写回策略。在Cache中平均50％的块是修改过的。对于主存，同样采用写回策略，主存中平均30％的页面已经被修改。
    我们假定指令在Cache和主存中的命中率均为95％，而数据在Cache和主存中的命中率为90％，我们还知道一般情况下35％的指令存取数据，求这种情况下的最大CPI。该题必须写出计算过程，并对每一步作必要的说明，否则不给分。
选项
答案分成两种指令算：一种是需要存取数据的指令；另一种是不需要存取数据的指令。不需要存取数据的指令：不需要考虑数据的命中和写回。 65％×(95％×50％×1+95％×50％×60 ns／10 ns+5％×95％×70％×60 ns／10 ns+5 ％×95％×30％×12 ms／60 ns+5％×5％×12 ms／10 as)=6。 需要存取数据的指令： 需要存取数据的指令本身的CPI为： A=(95％×50％×1+95％×50％×60 ns／10 ns+5％×95％×70％×60 ns／10 ns+5％ ×95％×30％×12 ms／60 ns+5％×5％×12 ms／10ns)。 指令需要存取的数据所耗费的CPI： B=(90％×50％×1+90％×50％×60 ns／lO ns+10％×90％×70％×60 ns／10 ns+ 10％×90％×30％×1 2 ms／60 ns+10％×10％ ×12 ms／10 as)。 最后结果为：A×35％+B×35％=11。
解析
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