КЭШ память с прямым отображением.

Самой простой организацией обладает КЭШ память с прямым отображением. В этом случае адрес памяти полностью определяет используемую строку КЭШ. Для КЭШ памяти с прямым отображением этот адрес разделяется на 3 части:

Младшая часть байта определяет порядковый номер байта в строке КЭШа и является смещением.

Среднее поле позволяет однозначно выбрать одну строку КЭШа, это поле «номер строки». Оставшиеся старшие разряды несут информацию о признаке, теге.

Пусть некоторый процессор использует 10-разрядный адрес. При этом размер КЭШа 8 строк, а длина строки 8 байт.

Пусть процессор хочет прочитать байт данных из ОЗУ по адресу

Если значение тега строки КЭШа совпадает со значением тега из адреса, то происходит чтение байта информации из КЭШа. Такая ситуация квалифицируется как КЭШ-попадание.

Если эти теги не совпадают, то это означает, что искомый байт отсутствует в КЭШе и для его чтения (байта) следует обращаться к ОЗУ. Эта ситуация квалифицируется как КЭШ-промах.

Одновременно с чтением байта из ОЗУ происходит запись в КЭШ строки из ОЗУ, которая содержит нужный байт. Эта строка, прочитанная из ОЗУ, помещается на место той строки, к которой только что было неудачное обращение.

При этом в КЭШ для данной строки записывается и новое значение тега. Достоинством такой организации КЭШ-памяти является ее простая реализация, поскольку требуется проводить всего одну операцию сравнения тегов. При этом сама КЭШ-память является обычной адресной памятью. Однако такая КЭШ память имеет и существенный недостаток, который заключается в том, что происходят частые обращения к ОЗУ, если две строки данных, претендующих на одну и ту же строку КЭШа, используются одинаково часто и поэтому происходит частая их запись в КЭШ.