为什么在MIPS中使用写缓冲区？[缓存]

Question

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在计算机架构课上，我学到了写缓冲区的功能；它可以保存等待写入内存的数据。我的教授只是说它可以提高时间性能。

然而，我真的很好奇“它如何提高时间性能”？您能更精确地解释一下写缓冲区是如何工作的吗？

- 고지웅

将数据写入CPU缓存是快速的，写入内存较慢，而写入磁盘则非常慢。 - Some programmer dude

我知道那个概念，但是'写缓存(write buffer)'不仅仅是等待会话，如果有任何写入未命中，则也将被写入内存。我认为在时间性能方面使用/不使用缓冲区没有区别。 - 고지웅

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Gabriel Southern · Accepted Answer

这篇论文《写入缓冲区的设计问题和权衡》描述了写入缓冲区的目的：

在一个具有写回式一级缓存的系统中，写入缓冲区有两个基本功能：它可以以比下一级缓存更快的速度吸收处理器写操作（store指令），从而防止处理器停顿；并且它可以将对同一缓存块的写操作聚合起来，从而减少对下一级缓存的流量。

换句话说，其两个主要优点是：

如果处理器有一连串的写操作，这些写操作比缓存响应速度更快，那么写入缓冲区可以存储多个等待进入缓存的未完成写操作。这提高了性能，因为其中一些其他指令不必是写操作，因此它们可以继续执行而不被阻塞。
如果写入缓冲区中有对不同单词的多次写操作，这些操作将进入相同的缓存行，那么这些写操作可以合并成单一的对缓存行的写操作。这提高了性能，因为它减少了需要进入缓存的总写操作数（因为缓存行包含多个单词）。