直接映射缓存

概念

直接映射缓存（Direct-Mapped Cache）是最简单的缓存结构——每个组（Set）中只有 E=1 行。

给定一个内存地址，缓存通过以下步骤确定是否命中：

从地址中提取组索引 s，定位到唯一的组
检查该组行的 valid 位
比较地址的 tag 与行中的 tag 4.如果 $v a l i d == 1$ 且 tag匹配 $\to * *$ 命中**，从块偏移位置读取数据 5.否则 $\to * *$ 不命中**，从下一级加载

由于每个内存地址只能映射到一个固定的缓存行，容易产生冲突不命中：

// 如果 a 和 b 映射到同一缓存行，交替访问导致反复不命中
for (int i = 0; i < n; i++)
    a[i] += b[i];  // 如果 a 和 b 的地址间隔为 2^s * B

当多个频繁访问的变量映射到同一个缓存行时，缓存行被频繁替换，导致缓存抖动——性能急剧下降。

对于冲突不命中问题，通过增加每组行数来缓解。