Once the cache has been filled, whe

Once the cache has been filled, when a new block is brought into the cache, one
of the existing blocks must be replaced. For direct mapping, there is only one possible
line for any particular block, and no choice is possible. For the associative
and set-associative techniques, a replacement algorithm is needed. To achieve high
speed, such an algorithm must be implemented in hardware. A number of algorithms
have been tried. We mention four of the most common. Probably the most
effective is least recently used (LRU): Replace that block in the set that has been in
the cache longest with no reference to it. For two-way set associative, this is easily
implemented. Each line includes a USE bit. When a line is referenced, its USE bit
is set to 1 and the USE bit of the other line in that set is set to 0. When a block is to
be read into the set, the line whose USE bit is 0 is used. Because we are assuming
that more recently used memory locations are more likely to be referenced, LRU
should give the best hit ratio. LRU is also relatively easy to implement for a fully
associative cache. The cache mechanism maintains a separate list of indexes to all
the lines in the cache. When a line is referenced, it moves to the front of the list.
For replacement, the line at the back of the list is used. Because of its simplicity of
implementation, LRU is the most popular replacement algorithm.
Another possibility is first-in-first-out (FIFO): Replace that block in the set
that has been in the cache longest. FIFO is easily implemented as a round-robin
or circular buffer technique. Still another possibility is least frequently used (LFU):
Replace that block in the set that has experienced the fewest references. LFU could
be implemented by associating a counter with each line. A technique not based on
usage (i.e., not LRU, LFU, FIFO, or some variant) is to pick a line at random from
among the candidate lines. Simulation studies have shown that random replacement
provides only slightly inferior performance to an algorithm based on usage [SMIT82].

Kết quả (Việt) 1:

Một khi bộ nhớ cache đã được lấp đầy, khi một khối mới được đưa vào bộ nhớ cache, một trong nhữngcác khối hiện tại phải được thay thế. Để ánh xạ trực tiếp, đó là duy nhất có thểdòng cho bất kỳ khối đặc biệt, và không có sự lựa chọn là có thể. Cho các liên kếtvà kỹ thuật kết hợp bộ, một thuật toán thay thế là cần thiết. Để đạt được caotốc độ, một thuật toán phải được thực hiện trong phần cứng. Một số thuật toánđã được thử. Chúng tôi đề cập đến bốn trong số phổ biến nhất. Có lẽ hầu hết cáchiệu quả sử dụng ít nhất là gần đây (LRU): thay thế khối trong các thiết lập đãbộ nhớ cache dài với không có tham chiếu đến nó. Cho hai chiều kết hợp, đây là một cách dễ dàngtriển khai thực hiện. Từng dòng bao gồm một chút sử dụng. Khi một dòng được tham chiếu, sử dụng của nó hơiđược thiết lập để 1 và bit sử dụng dòng khác trong đó thiết lập được đặt về 0. Khi một khối là đểđược đọc vào các thiết lập đường dây có sử dụng là 0 được sử dụng. Bởi vì chúng ta là giả địnhtrí nhớ hơn mới sử dụng nhiều khả năng tham chiếu, LRUnên cho tỉ lệ hit tốt nhất. LRU cũng là tương đối dễ dàng để thực hiện cho một đầy đủkết hợp bộ nhớ cache. Cơ chế bộ nhớ cache vẫn duy trì một danh sách riêng biệt của các chỉ số cho tất cảCác dòng trong bộ nhớ cache. Khi một dòng được tham chiếu, nó di chuyển lên phía trước trong danh sách.Để thay thế, dòng sau trong danh sách được sử dụng. Vì đơn giản củaviệc thực hiện, LRU là thuật toán thay thế phổ biến nhất.Một khả năng là người đầu tiên trong lần đầu tiên ra (FIFO): thay thế khối trong các thiết lậpđó là trong bộ nhớ cache dài nhất. FIFO dễ dàng được thực hiện như một round-robinhoặc đệm tròn kỹ thuật. Vẫn còn một khả năng khác là ít nhất được sử dụng thường xuyên (LFU):Thay thế đó khối trong các thiết lập đã có kinh nghiệm tham khảo ít nhất. LFU có thểđược thực hiện bằng cách kết hợp một truy cập với mỗi dòng. Một kỹ thuật mà không dựa trênsử dụng (tức là, không LRU, LFU, FIFO, hoặc một số biến thể) là để chọn một dòng ngẫu nhiên từtrong số các ứng cử viên đường. Mô phỏng nghiên cứu chỉ ra rằng thay thế ngẫu nhiêncung cấp các hiệu suất chỉ hơi kém hơn với một thuật toán dựa trên việc sử dụng [SMIT82].

Kết quả (Việt) 2:

Khi Cache đã được lấp đầy, khi một khối mới được đưa vào bộ nhớ cache, một
trong những khối hiện có phải được thay thế. Đối với bản đồ trực tiếp, chỉ có một có thể
dòng cho bất kỳ khối cụ thể, và không có sự lựa chọn là có thể. Đối với các kết hợp
và kỹ thuật thiết kết hợp, một thuật toán thay thế là cần thiết. Để đạt được cao
tốc độ, một thuật toán đó phải được thực hiện trong phần cứng. Một số thuật toán
đã được thử nghiệm. Chúng tôi đề cập đến bốn phổ biến nhất. Có lẽ hầu hết các
hiệu quả là gần đây nhất được sử dụng (LRU): Thay thế mà khối trong bộ đó đã được trong
bộ nhớ cache dài nhất không có tham chiếu đến nó. Đối với hai cách thiết lập liên kết, điều này có thể dễ dàng
thực hiện. Mỗi dòng bao gồm một chút SỬ DỤNG. Khi một dòng được tham chiếu, chút SỬ DỤNG của nó
được thiết lập để 1 và bit SỬ DỤNG của các dòng khác trong tập hợp đó được thiết lập là 0. Khi một khối là
được đọc vào bộ này, các dòng có sử dụng bit là 0 được sử dụng. Bởi vì chúng ta giả định
rằng vị trí bộ nhớ gần đây nhất được sử dụng là nhiều khả năng được tham chiếu, LRU
nên cho tỷ lệ hit hay nhất. LRU cũng tương đối dễ dàng để thực hiện cho một hoàn toàn
Cache liên kết. Cơ chế bộ nhớ cache duy trì một danh sách riêng biệt của các chỉ số cho tất cả
các dòng trong bộ nhớ cache. Khi một dòng được tham chiếu, nó di chuyển vào phía trước của danh sách.
Để thay thế, dòng ở mặt sau của danh sách được sử dụng. Bởi vì đơn giản của nó trong
thực hiện, LRU là thuật toán thay thế phổ biến nhất.
Một khả năng khác là đầu tiên-trong-đầu-out (FIFO): Thay thế khối trong tập
đã được trong bộ nhớ cache dài nhất. FIFO có thể dễ dàng thực hiện như một vòng tròn
hoặc kỹ thuật đệm tròn. Vẫn còn một khả năng khác là ít nhất thường được sử dụng (LFU):
Thay thế mà khối trong bộ đó đã trải qua những tài liệu tham khảo ít nhất. LFU có thể
được thực hiện bằng cách kết hợp một truy cập với mỗi dòng. Một kỹ thuật không dựa trên
việc sử dụng (tức là, không LRU, LFU, FIFO, hoặc một số biến thể) là để chọn một dòng ngẫu nhiên từ
các dòng ứng cử viên. Nghiên cứu mô phỏng đã chỉ ra rằng thay đổi ngẫu nhiên
chỉ cung cấp hiệu suất hơi thấp hơn một thuật toán dựa trên việc sử dụng [SMIT82].