如何选配高速缓存Cache?

Author: 四川蒋勇 Date: 1995-10-20

        80386CPU和80486CPU访问(读或写)主存由一个机器周期完成，一个机器周期由两个时钟周期组成，如25MHZ的CPU时钟周期为1/(256×106)s=40ns，机器周期为40ns×2=80ns，若配以70ns或80ns的RAM条则速度匹配，不用加Cache，同理，33MHZCPU与60ns的RAM条之间也不用加Cache。目前国内市场内存条多为70ns，60ns的较少，故高于33MHZ的CPU有必要加Cache。加Cache后CPU访问的速度提高多少?可作如下计算：
        Cache中的内容是在读写主存时逐步建立起来的，Cache与主存的映象完全用硬件实现。若使用64KBCache则可缓冲4MB主存，且命中率一般都在90%以上，我们选市场中最常见的66MHZCPU、20ns的Cache、70ns的RAM，命中率以0.9来计算，此时CPU的时钟周期为15.15ns，机器周期为15.15ns×2=30.3≈30ns(速度慢于Cache)所以访问主存的平均周期为：
        有Cache时：30×0.9+70×0.1=34ns
        无Cache时：70×0.1=70ns
        若CPU主频为100MHZ时，机器周期则为20ns(等于Cache速度)，则访问主存周期为：
        有Cache时：20×0.9+70×0.1=25ns
        无Cache时：70×0.1=70ns
        由此可见，加Cache后CPU访问主存的速度大大提高。若CPU主频高于100MHZ时Cache应选15ns的。就整体速度来讲，由于CPU访问主存指令只是其指令系统中的一部分，故整体速度仅可提高10～20%。由此读者可根据实际情况来决定是否加配Cache。
        目前市场上的流行主板一般可加256KB的Cache，4MB的RAM加64KB，8MB的RAM加128KB，16MB以上的RAM加256KB。注意15ns和20ns的Cache不能混合使用。
        (四川蒋勇)