三级 Inclusive Cache 访问路径分析

Inclusive Cache 关键规则

Inclusive 策略:所有存在于上级 cache(如 L1)中的数据,必须也存在于下级 cache(如 L2、L3)中。L3 ⊇ L2 ⊇ L1。

Back Invalidation(反向无效化):当下级 cache 需要驱逐某行时,必须同时将上级 cache 中该行无效化,以维护 inclusive 性质。

Write-back 策略:写操作仅在命中时修改当前 cache 层,标记 dirty。驱逐 dirty 行时,数据需回写到下一级 cache 或内存。

LRU 时间戳:每次访问/写入一个 cache line 时更新其 LRU 值为当前 tick,驱逐时选择 LRU 值最小(最久未使用)的行。

L1
2-way
L2
3-way
L3
4-way
Policy
Inclusive
Write
Write-back
Replace
LRU