Uma medida dos benefícios de diferentes organizações de cache é a taxa de falta (miss rate). Onde taxa de falta é a fração de acessos a cache que resultam em faltas. Denomine e descreva quais são as três categorias associadas as causas de falta de cache (miss cache).

Passo 1

Vamos lá! A questão pede para a gente falar sobre a taxa de falta (miss rate) em caches dos computadores. Isso faz parte da área de Arquitetura de Computadores. Para resolver, a gente precisa entender o que causa as faltas na cache e quais são as três principais categorias delas.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é a taxa de falta. Ela é a fração dos acessos à cache que não encontram os dados procurados, ou seja, resultam em faltas. Por exemplo, se você acessa a cache 100 vezes e 20 dessas vezes dá falta, a taxa de falta é 20%.

Passo 3

Agora, vamos falar sobre as três categorias de faltas na cache:
  1. Falhas Compulsórias (Cold Misses): Essas são faltas que ocorrem quando um bloco de dados é acessado pela primeira vez. Como a cache ainda não tem esse dado armazenado, a falta é inevitável.
  2. Falhas de Capacidade (Capacity Misses): Acontecem quando a cache não tem espaço suficiente para armazenar todos os blocos de dados que estão sendo acessados frequentemente. Mesmo com substituição eficiente, algumas faltas vão ocorrer porque a cache é pequena demais para acomodar tudo.
  3. Falhas de Conflito (Conflict Misses): Ocorrem em caches que mapeiam múltiplos blocos de memória para o mesmo conjunto da cache. Mesmo que haja espaço total suficiente, a estrutura de mapeamento pode fazer com que diferentes blocos disputem o mesmo lugar, causando faltas.

Resposta

As três categorias associadas às causas de falta de cache são:
  1. Falhas Compulsórias (Cold Misses): Faltas que acontecem quando um dado é acessado pela primeira vez.
  2. Falhas de Capacidade (Capacity Misses): Faltas que ocorrem porque a cache não tem espaço suficiente para armazenar todos os dados necessários.
  3. Falhas de Conflito (Conflict Misses): Faltas que surgem quando diferentes blocos de memória competem pelo mesmo espaço na cache devido ao mapeamento.

Exercícios relacionados

a) para a base 7
h) Converta para a base 16
Um cache está sendo projetado para um computador com bytes de memória. O cache terá 2K slots e usará um bloco de 32 bytes. Calcule, tanto para um cache associativo quanto para um cache com mapeamento direto, quantos bytes o cache precisará ter capacidade de armazenar.
Considere a arquitetura de um processador que emprega um espaço de endereçamento físico de 8 bits e uma organização de memória cache fisicamente endereçada. Considere que a memória é byte endereçável e o cache adota uma política de substituição de blocos LRU perfeita.
Dado que o processador fornece uma sequência de endereços de referência para a memória cache, conforme mostrada na tabela abaixo. A tabela apresenta o evento de hit cache ou miss cache, resultante de cada endereçamento. Considere que o cache estava inicialmente limpo (sem conteúdo).
Endereço Evento cache
Miss
Hit
Miss
Miss
Hit
Hit
Miss
Hit
Miss
Miss
Hit
Determine para essa organização de cache, o tamanho do bloco, a associatividade e o tamanho do cache. Importante: apresente uma descrição sobre a abordagem usada para detectar as respostas ao problema.