3.3.4 Cache系统的加速比

　　在计算机系统中设置Cache的一个主要目的是为了提高存储系统的速度，因此，人们最关心的一个问题就是Cache系统的加速比。
　　假设Cache的访问周期为，主存储器的访问周期Tm，则Cache系统的加速比（Speedup）可以定义为：
　　　　　　　　（3.5）
　　加速比越高，说明Cache系统的等效访问速度与Cache的速度越接近。
　　从这个关系式看到，Cache系统的加速比是命中率H和主存周期Tm与Cache周期比值的函数。在Cache系统中，主存储器的访问周期Tm和Cache的访问周期由于受所用器件的限制通常是一定。因此，要提高Cache系统的加速比最好的途径是提高命中率H。
　　从（3.5）的关系中可以看出，加速比与Cache命中率的关系是：当H＝0.5时，加速比的期望值为2。当H＝0.75时，加速比的期望值为4。当H＝0.9时，加速比的期望值达到10。当H＝1时，加速比达到最大值 。
　　加速比与Cache命中率H的关系如图3.40所示。由于命中率H的值一般都大于0.9，能达到0.99以上，因此，从上面的关系中可以看出，实际上Cache的加速比能够接近于它的最大值 。

图3.40 Cache的加速比与命中率H的关系

　　Cache的命中率H主要与如下几个因素有关：程序在执行过程中的地址流分布情况；当发生Cache块失效时，所采用的替换算法；Cache的容量；在组相联映象方式中，块的大小和分组的数目；所采用的Cache预取算法等。其中，地址流的分布情况是由程序本身决定的，系统设计人员一般无能为力。块替换算法，已经在上一节中已经介绍过。Cache预取算法将在下面的另外一节中专门介绍。以下，对影响Cache命中率的另外几个因素作简单的分析。