CPU缓存关联性介绍：Direct Mapped，N-way Set-Associative，Fully Associative

缓存关联性指的是数据如何映射到缓存内存中，以及CPU如何搜索这些数据。它决定了一个特定的内存地址可以存储在缓存集中的多少个位置（或“路”）。较高的关联性通常会减少缓存未命中，但可能会略微增加延迟。

缓存关联性的类型：

1. 直接映射缓存（1路组关联）---（Direct Mapped）

每个内存块只能存储在缓存中的一个位置。

速度非常快，但容易发生缓存冲突（更多的缓存未命中）。

示例：较旧的CPU、嵌入式系统。

2. N路组关联缓存（2路、4路、8路等）---（N-way Set-Associative）

缓存被分为组，每组有N个“路”（槽）。

每个内存块可以存储在组中的任意N个位置。

在速度和缓存命中率之间取得平衡。

常见于现代CPU中。

组关联缓存的示例：

2路组关联：每组有2个槽 → 中等冲突。

4路组关联：每组有4个槽 → 更好的性能。

8路组关联：常见于现代CPU的L1和L2缓存中。

16路组关联：常见于L3缓存中（例如Intel、AMD Ryzen）。

32路、48路、64路组关联：用于服务器/工作站CPU的大型共享L3缓存中。

3. 全关联缓存---（Fully Associative）

内存块可以存储在缓存中的任何位置（无固定映射）。

消除了冲突，但需要更多的硬件复杂性。

用于转换后备缓冲区（TLB）和小型缓存中。

较低的关联性（直接映射、2路） → 查找速度更快，但冲突更多。

较高的关联性（16路、32路、64路） → 冲突更少，但延迟略高。

全关联 → 最高的灵活性，但需要复杂的搜索。