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《ARMv8/v9架構一問一答》專欄位址：《ARMv8/v9架構一問一答》
前文：
【Cache篇】初見Cache
前面我們已經初步了解了Cache是什麼。
現在我們知道Cache是以組的形式組成的，是以根據每組的Cache Line數量，可以分為兩種類型的Cache。下面我們就來看看是哪兩種類型。
直接映射型
對于直接映射型的cache來說，每組隻有一片Cache Lines。
如下圖所示的cache示範，這個cache隻有4個Cache Line，每行有4個字，1個字是4位元組。Cache控制器根據位址中的Bit[5:2]來選擇Cache中的字，使用Bit[13:6]作為索引，來選擇4個Cache Line中的1個，Bit[43:14]存儲标記值。
查詢這個Cache時，當Index和Tag值與查詢位址相等并且此Cache包含有效資料時，則發生Cache Hit，然後使用offset值來尋找Cache中的資料。如果這個Cache包含有效資料但是Tag中表示其他位址的值時，那麼就需要替換這個Cache Line。由于這個時候出現了頻繁的Cache換入換出，就會産生嚴重的Cache thrashing（颠簸），嚴重降低系統性能。
組相聯型（Set）
為了解決直接映射型cache中的颠簸問題，現代進行中廣泛使用組相聯型cache。
如下圖的2路組相聯cache為例，每一路包括4片Cache Lines，是以每個Set有兩個Cache Line用于替換，他們分别來自Way0和Way1。位址0x00、0x40、0x80的資料可以映射到同一Set的不同Cache Line。是以它們有一半的幾率可以不被替換。
以A57中的一個32KB大小，4路組相聯的L1 Cache為例，我們來看看這個Cache的結構。
由于Cache大小為32KB且為4路（4個Way），是以每路Cache的大小為8KB，一共有256個Cache Line，每行大小32位元組。
在Cache編碼的位址中，Bit[5:0]用于選擇Cache Line中的資料，Bit[5:2]可以尋址16個字；Bit[1:0]用于尋址每個字中的位元組；Bit[13:6]用于在索引域中選擇哪一行的Cache Line；Bit[43:14]用與标記域。V表示有效位，D表示髒位。
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