有一个4MB的RAM区域，RAM的起始地址为60000H。现有如下芯片：ROM为32K×16，RAM为256K×16；1、请确定该机的CPU最少需要多少根地址线并用上述芯片设计该存储体。2、若该机有容量为16KB的Cache空间

Question

有一个4MB的RAM区域，RAM的起始地址为60000H。现有如下芯片：ROM为32K×16，RAM为256K×16；
1、请确定该机的CPU最少需要多少根地址线并用上述芯片设计该存储体。
2、若该机有容量为16KB的Cache空间，每行有8个字，每字32位，设计一个四路组相连映射（即Cache每组有4行）的cache组织。要求（1）画出主存地址字段中各段的位数；（2）假设Cache的初态为空，CPU依次从主存第0、1、2、……、99号单元读出100个字（主存一次读出一个字），并重复按此次序读8次，其命中率是多少？（3）若Cache的速度是主存的6倍，试问有Cache和无Cache相比，速度提高多少倍？

Answer 1

1、CPU要寻址到所有RAM空间，4MB总共需要22根地址线
2、Cache每行有：32bit*8=256bit=32Byte，Cache总共有512行，共128组。
（1）所以主存的字段（共22位）：8位主存字块标记+7位组地址+7位字块内地址
（2）命中率：（1-（1/8））*100% = 87.5%（不知道这样对不对，也影响到第3问的结果）
（3）设Cache存取周期为t，则内存的存取周期为6t，则：
有缓存的性能：87.5%*t+12.5%*6t=1.625t
没有缓存的性能：6t
是原来的：6t/1.625t=3.7倍，所以是提高了2.7倍