Кэш прямого отображения.

Архитектура кэша прямого отображения для идентификации слова (или байта) в кэш-памяти использует представление адреса основной памяти в виде четырех компонент (рис. 2.5).

ТЕГ определяет адрес блока основной памяти, которому принадлежит адресуемый элемент. Поле средних разрядов СТРОКА идентифицирует номер строки кэша, в которой находится элемент. Младшие разряды СЛОВО, БАЙТ определяют, соответственно, место элемента памяти (слова, байта) в строке.

Очевидно, конкретный адресуемый элемент может храниться только в одном месте кэш-памяти прямого отображения, определяемом средними и младшими разрядами адреса основной памяти, т.е. разрядами, поступающими на адресную шину кэш-памяти. При этом, на одно и то же место в кэше могут претендовать элементы данных, имеющие одинаковые средние и младшие составляющие адреса, но принадлежащие различным блокам основной памяти, т.е отличающиеся полем ТЕГ.

Информация о том, какой блок в текущий момент занимает данную строку кэша и является ли эта строка действительной, содержится в каталоге кэш-памяти. Поиск нужного элемента начинается с выделения битов СТРОКА, по которым определяется единственная строка кэш-памяти, которой может принадлежать адресуемый элемент. Если найденная строка, согласно каталогу, является действительной и имеет идентичный старшим разрядам адреса тег, то имеет место кэш-попадание.

Для сокращения времени доступа к кэш-памяти прямого отображения идентификацию строки и выборку слова (байта) целесообразно осуществлять параллельно с проверкой тега и установления действительности строки. С точки зрения аппаратных затрат данная архитектура является наиболее экономичной.