Caching 计算有效访问时间

这是Silberschatz等人的一段话：

找到感兴趣的页码的次数百分比 TLB称为命中率。例如，80%的命中率， 意味着我们在TLB中找到了80%的所需页码 时间。如果访问内存需要100纳秒，那么 当页码为时，映射内存访问需要100纳秒 TLB。如果我们在TLB中找不到页码，那么我们必须 页表和帧号的首次访问存储器（100 纳秒），然后访问内存中所需的字节（100 纳秒），总共200纳秒。（我们假设 页表查找只需要一次内存访问，但可能需要更多， 正如我们将看到的）为了找到有效的内存访问时间，我们 按概率计算的情况：有效访问时间=0.80×100+0.20 × 200 =120纳秒

但在同一本书的第8版中

我对这个问题感到困惑

有效访问时间

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有人能给我解释一下吗？

这里的有效时间只是使用命中或未命中的相对概率的平均时间。因此，如果命中率为80%，未命中率为20%，那么大量命中/未命中的有效时间（即平均时间）将为0.8*（命中时间）+0.2*（未命中时间）。

有效访问时间是访问内存所花费的总时间（即主内存和缓存访问时间之和）除以内存引用的总数。

在TLB中，将保留存储在内存中的页表中经常访问的页码和帧号的副本

它首先研究TLB。如果找到，它将转到内存位置，因此总访问时间等于：

20 + 100 = 120 ns

20 + 100 + 100 = 220 ns

0.80 * 120 + 0.20* 220 = 140 ns

现在，如果缺少TLB，则需要首先搜索TLB，然后搜索存储在内存中的页表。因此，一次内存访问加上一个特定的页面访问，除了另一次内存访问外，什么都没有。所以总时间等于：

20 + 100 = 120 ns

20 + 100 + 100 = 220 ns

0.80 * 120 + 0.20* 220 = 140 ns

有效内存访问时间等于：

20 + 100 = 120 ns

20 + 100 + 100 = 220 ns

0.80 * 120 + 0.20* 220 = 140 ns

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在TLB（TLB hit）中找到页面的情况下，总时间将是TLB中的搜索时间加上访问内存的时间，因此

TLB_hit_time := TLB_search_time + memory_access_time

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在TLB中找不到页面的情况下（TLB未命中），总时间是搜索TLB的时间（您没有找到任何内容，但搜索了非TLE），加上访问内存以获取页面表和帧的时间，再加上访问内存以获取数据的时间，所以

TLB_miss_time := TLB_search_time + memory_access_time + memory_access_time

但这是在个别情况下，当您想要知道TLB性能的平均度量值时，您使用有效访问时间，即之前度量值的加权平均值

EAT := TLB_miss_time * (1- hit_ratio) + TLB_hit_time * hit_ratio

或

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平均访问时间为命中时间+未命中率*未命中时间，

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不同意@Paul R的答案

吃的一般配方

命中率=a

主存储器访问时间=m

关联查找（TLB访问）=e

EAT=（m+e）a+（2m+e）（1-a）

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“有效访问时间”本质上是从内存中获取值所需的（加权）平均时间。如果您发出100个从内存读取值的请求，其中80个请求需要100纳秒，20个请求需要200纳秒（使用第9版速度），因此总时间将为12000纳秒，每次访问的平均时间为120纳秒。单个内存访问不需要120 ns；每个都需要100或200纳秒。（一个普通家庭有2.3个孩子，但任何真正的家庭都有0个、1个、2个或3个孩子——或者是整数个孩子；你看不到多少“十分之三的孩子”四处游荡）。这里的问题是，作者在第九版中试图简化事情，但犯了一个错误。他尝试将TLB的20纳秒访问时间与内存的80纳秒访问时间结合起来，以获得100纳秒的时间。如果是这种情况，则未命中将需要20ns+80ns+80ns=180ns，而不是200ns。这是第九版中的一个打字错误。看起来像是一个评论而不是回答。如果它是一个三级寻呼系统，TLB_命中时间会等于：TLB_搜索时间+3*内存访问时间和TLB_错过时间是TLB_搜索时间+3*（内存访问时间+内存访问时间）并且EAT会是一样的吗？@qwerty是的，EAT会是一样的。在您的示例中，内存访问时间将始终为3*always，因为您始终必须浏览3个级别的页面，因此EAT独立于所使用的分页系统，这对于“未命中惩罚”（未命中时间-命中时间）来说是正确的，但未命中时间是未命中的总时间，因此您不应该在未命中时间的基础上计算命中时间。