caching - 较低级别的缓存是否可以具有更高的关联性并且仍然保留包含性？

Question

较低级别的缓存是否可以具有更高的关联性并仍然保留包含性？

假设我们有 2 级缓存。(L1 最接近 CPU，L2 最接近主内存)L1 高速缓存是与 4 个组关联的 2 路组，假设 L2 高速缓存与 16 个高速缓存行直接映射，并假设两个高速缓存具有相同的 block 大小。那么我认为即使L1(下层)比L2(上层)具有更高的关联性，它也会遵循包含性。

根据我的理解，较低级别的缓存可以具有更高的关联性(并且仍然保留包含性)。这只会改变标签位数(如每一级的物理地址所示)、要使用的比较器和 MUX 的数量。请告诉我这是否正确。

Answer 1

包含是对所包含的缓存的内容强制的属性，并且独立于缓存的关联性。包含提供了消除所包含缓存的大多数窥探的好处，这允许实现减少标签带宽，并且还可能导致减少窥探延迟。

直观上讲，当封闭缓存比包含缓存具有更多关联性时，包含缓存的内容应始终“适合”封闭缓存。这种“静态”观点是一种不恰当的过度简化。替换策略和访问模式的差异几乎总是会产生这样的情况:在被选择为包含的高速缓存中的牺牲品之前，行被选择为封闭高速缓存中的牺牲品。包含策略要求将这些行从包含的缓存中逐出——与关联性无关。

当封闭缓存的关联性比包含的缓存更少时，直观上问题更大的情况就会发生。在这种情况下，很明显，封闭缓存中的关联性冲突将强制从包含的缓存中逐出。

无论哪种情况，判断从包含的缓存中额外驱逐是否超过包含的好处都是多维的。性能影响将取决于缓存的具体大小、关联性和索引，以及应用程序访问模式。性能影响的重要性取决于应用程序的特征——例如，紧密耦合的并行应用程序通常显示出与参与处理器的最坏情况性能成正比的吞吐量，而独立应用程序通常显示出与参与处理器的最坏情况性能成正比的吞吐量。参与处理器的平均性能。