I-Cache与D-Cache的区别

前言

文档中有关于芯片的介绍，其中一部分是最高运行频率2GHz，32KB L1 I-cache和32KB L1 D-cache ，L2 cache 512K。

L1 Cache 表示一级缓存和L2 Cache 表示2级缓存是知道的，但是I-Cache和D-Cache就傻傻分不清了。

因此参考网上文章，摘抄部分内容于此。

正文

什么是CPU缓存

CPU缓存（Cache Memory）是位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小的，但是交换速度却比内存要快得多。

CPU缓存的作用

解决CPU运算速度与内存读写速度不匹配的问题。

I-Cache和D-Cache的区别

1. ICache中存储有微处理器需要的指令，在微处理器的取指阶段，通过程序计数器PC提供给ICache的地址，微处理器可以获取需要的指令。
2. DCache则是作为一个数据的存储，并提供对于Load/Store指令所要操作地址的数据，它地址则来自于ALU运算的结果。

除了命令意义不同，具体从下面两个方面来回答

cache的行为

1. I-cache大多都是顺序取指，碰到分支指令也会跳转；而D-cache访问的模式变化比较大。
2. 指令只有读和refill，没有写；而数据有读也有写。
3. 最重要的是冯氏的结构是指令和数据分离。I和D在一起只有相互干扰。

物理设计

一个union的主cache，同时需要数据和指令的访问，端口上是很难实现的。所以一般在流水线的主干上,都是采用分离的icache和dcache。

非主干的L2 cache，从容量的角度考虑采用union的方式。

参考文章

1. 《I-Cache与D-Cache的区别》
2. 《cache为什么分为i-cache和d-cache以及Cache的层次设计》
3. 《I-CACHE和D-CACHE》