cache和主存统一编址么

计算机中的存储器分为许多种，其中包括寄存器、高速缓存、主存、辅存等等，它们在计算机中各司其职。而在计算机运作中，高速缓存与主存的效率之间的“瓶颈”一直是计算机设计者们必须要面对的问题。近年来，随着技术的不断进步，为了提升计算机的处理速度，越来越多的设计师开始思考如何统一编址，让缓存和主存之间的数据更为高效地传输。

在介绍统一编址之前，我们先来看看它背后的缘由。首先，当计算机需要访问一个存储器时，需要先到高速缓存中查找是否有该数据，有则直接读取；若缓存中没有，则需要到主存中查找。这时，我们需要将主存中的数据复制到缓存中，以便于下次再次需要该数据时可以更快读取。但这又带来了另一个问题，当缓存中的数据发生改变时，如何保证主存中的数据也同时被更新呢？这就需要有一种机制来保证这种同步性。

这时，统一编址便出现了。它是指将缓存和主存的地址空间设置为完全相同，这样就可以使用同一种地址寻址方式，使得数据移动更为高效。具体来说，一个地址可以直接寻址到缓存或主存中，当需要修改数据时，缓存与主存中的干扰就可以被避免。而且，统一编址还可以将缓存与主存之间的数据同步问题解决了，因为它们使用同一地址，的到的数据也就是相同的，这样就可以直接实现数据的交互。另外，由于缓存与主存使用同一个地址空间，所以缓存的管理被大大简化了，也可以避免缓存未命中时需要延长CPU周期周期的问题。

总体上来说，统一编址有许多优点。首先，它可以使得数据的访问更加快速，避免了使用两个不同的地址空间所带来的时间和硬件成本的损失。而且，它还可以避免在不同的地址空间之间频繁切换读写操作的过程，减少了系统I/O操作的开销。另外，由于缓存与主存使用同一地址空间，需要花费的逻辑维护成本也更少。

然而，统一编址也并不完美，它仍然存在一些缺点。最显著的就是缓存的大小问题。由于缓存和主存使用同一地址空间，它们之间会使用相同的寻址方式，也就意味着缓存只能使用同一地址空间内的地址。而又由于缓存的容量是有限的，这就意味着需要为缓存分配更多的空间，这样虽然可以提高缓存的使用效率，但是它所需要的硬件成本也同样会随之增加。

此外，还需要注意到，统一编址模型虽然可以简化缓存管理，但是对于处理器和总线采用的地址模式，存储系统也有着其他的决策，这些因素也会改变缓存管理和系统性能的决策。

不管怎么说，cache和主存统一编址，无疑是一种趋势，许多新型处理器都在采用这种方式，它可以提高系统的整体性能，减少硬件成本和逻辑维护成本。