Setassociatieve

Set-associatieve cache is een cache-architectuur waarbij de cache is opgedeeld in sets. Elke set bevat een aantal cachelijnen dat gelijk is aan de associativiteit (bijvoorbeeld 2-way, 4-way, 8-way). Een geheugenblok kan in elke lijn van dezelfde set geplaatst worden; de uiteindelijke locatie binnen de set wordt bepaald door een vervangingsbeleid wanneer er een miss optreedt. De set zelf wordt bepaald aan de hand van een set-index uit het geheugenadres, terwijl de rest van het adres als tag in elke lijn wordt opgeslagen om te controleren of de benodigde data aanwezig is.

Een typisch adres bestaat uit een offset, een index (set) en een tag. Het aantal sets wordt bepaald door de grootte van de cache, de blokgrootte (line size) en de associativiteit: sets = cachegrootte / (line_size × associativiteit). Elke set bewaart de bijbehorende tag- en validbits, en soms dirty bits voor schrijfbewerkingen in een write-back cache.

Bij een toegang wordt de set geïdentificeerd via de index, en in die set wordt gezocht naar een lijn met een geldige tag die overeenkomt met het adres. Bij een hit wordt de data gelezen of geschreven. Bij een miss kiest men een lijn in de set om te verversen volgens een vervangingsbeleid (meest gebruikelijke is LRU of een vereenvoudigde variant). Vervolgens wordt de gewenste blok in de set geladen en de tag/valid-bit bijgewerkt.

Voordelen van set-associatieve caches zijn een lagere kans op conflictmiss dan directe-mapped caches en een betere balans tussen snelheid en complexiteit vergeleken met volledig associatieve caches. Ze zijn veel gebruikt in moderne CPU-architecturen voor L1- en L2-caches.