cpu - 缓存线如何注册数据传输？

Question

假设我有一个int包含 10 个元素的数组。使用 64 字节的缓存线，它可以容纳 16 个数组元素，从arr[0]到arr[15]。

例如，我想知道当您arr[5]从 L1 高速缓存中读取到寄存器时会发生什么。这个操作是如何进行的？cpu 可以选择一个缓存线的偏移量并读取下一个n字节吗？

Answer 1

缓存通常会提供完整的行（在这种情况下为 64B），并且 MMU 中的单独组件会根据请求的偏移量和大小旋转并剪切结果（通常是一些桶形移位器）。在此过程中，您通常还会得到一些错误检查（如果缓存支持 ECC 机制）。

请注意，缓存通常组织在存储区中，因此读取可能必须从多个位置获取字节。通过提供一个完整的行，缓存可以先以正确的顺序构造字节（并执行检查），然后让 MMU 选择相关部分。

一些专注于节能的设计可能会决定实现较低的粒度，但这通常只会增加复杂性，因为您可能必须处理更多线段被分割的情况。