分离式指令/数据缓存的主存带宽计算相关疑问

1. 分离式缓存的总带宽计算逻辑 #

没错，必须分别计算指令缓存、数据缓存各自对主存的带宽消耗，再将两者求和得到最终的总主存带宽。
分离式缓存的指令访问和数据访问是两条独立的请求路径，两类缓存缺失时触发的主存块传输是相互独立的，主存需要同时承载这两类请求的带宽需求，因此总带宽是两者的叠加。

2. 指令缓存与数据缓存的读写差异 #

• 指令缓存：仅负责读取指令，不会产生写入主存的操作（习题场景下默认排除自修改代码这类特殊情况）。所以指令缓存的主存交互只有读缺失时的块加载，不存在写相关的带宽消耗。
• 数据缓存：需要处理读、写两类操作——读缺失时要从主存加载块，写操作则根据缓存策略（如直写/回写、写分配/非写分配）产生对应的主存访问，因此必须完整使用给定公式计算其带宽消耗。

3. 指令缓存的公式简化 #

由于指令缓存无写操作，可直接简化计算公式：
只保留读缺失带来的带宽消耗，公式为：
指令缓存主存带宽 = 指令每秒访问次数 × 指令读缺失率 × 块大小
将这个结果与数据缓存计算出的带宽相加，就是最终的主存总带宽。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者papitas