cache：写直达、写回、写分配、写不分配

　　CPU发来的访存请求可能是读(load类指令)，也可能是写(store类指令)。如果是读请求的话，判断是否命中cache。如果命中了的话，便立刻返回数据。而如果缺失了，则需要从内存读取数据。再将数据写入Cache，并返回数据给CPU，这两个操作可以同时进行。如果是写请求的话，判断是否命中cache。如果缺失的话，将数据写入内存。如果命中了的话，则既需要将数据写入内存，也需要写入Cache（cache原本常用的数据变了，比如喜欢读一本书但是书的内容有更新）。
　　当Cache写命中时，最简单的想法是将数据同时写入到Cache和内存。这样保证了Cache和内存中的数据都是修改后最新的数据，保持了一致性。但也导致了大量的写内存操作，因此效率非常低。而另一种想法是只写入Cache，同时标记该Cacheline为已修改，等到万不得已的时候（该cacheline被替换时）再写入内存。这可以大大减少写内存的次数。这两种策略分别为写直达和写回。
　　上面讨论的是写命中的情况，当写缺失时。针对是否需要将数据写入Cache，可以分为写分配和写不分配。写不分配：写缺失的情况下，CPU直接将数据写入到内存中。写分配：在写缺失的情况下，同时将数据写入到cache跟内存中。写直达通常结合写不分配策略一起使用，即写缺失时，直接写入内存，而不写入Cache。而写回通常结合写分配策略一起使用，即写缺失时，只写入Cache，而不写入内存。
　　写直达配合写不分配的策略。我们可以简单分析其性能。在读命中的情况下，CPU直接读取对应的cacheline获取数据；在读缺失的情况下，CPU直接访问内存获取数据；在写缺失的情况下，CPU直接将数据写入到内存中；在写命中的情况，CPU将数据同时写入对应的cahceline和内存中对应的地址。综上所述，也就是只有在读命中的情况下，CPU不用访问内存，但是在其他情况下，CPU都会访问内存。综上所述，也就是只有在读命中的情况下，CPU不用访问内存，但是在其他情况下，CPU都会访问内存。显然，这里还有很大的提升空间。
　　对于上面的情况，一种策略就是实现写回的cache。写回给人一种不到万不得已不起床的感觉。写回策略是在写命中的情况下，并不直接将数据写入到下级存储器中，而是只将数据写入到索引到的cacheline中，当且仅当一个脏的cacheline要被替换的时候再将数据更新到内存中。写回策略一般是跟写分配策略配合的。现在稍微总结一下采用写回--写分配策略、直接映射的cache的实现：
　　1.在读命中的情况下，CPU直接读取对应的cacheline的数据；
　　2.在读缺失的情况，如果索引到的cacheline是干净的，那么发送读请求，从内存读取数据，然后返回给CPU，同时将数据写入到索引到的cacheline中；如果索引到的cacheline是脏的，那么首先要发送写请求，将这个cacheline的脏数据写入到内存中。等待写请求处理完成后，再发送读请求，从内存中读取对应的数据，然后再把数据返回给CPU，同时将数据写入到索引的cacheline中。
　　3.在写命中的情况下，如果索引到的cacheline是干净的，那么直接将数据写入到对应的cacheline中，并且将dirty位置为1；如果索引到的cacheline是脏的，直接把数据写入到cache中。
　　4.在写缺失的情况下，如果索引到的cacheline是干净的，那么将数据写入到cacheline中，覆盖掉原来的数据。如果索引到的cacheline是脏的，那么首先发送写请求，将脏的cacheline的数据更新到内存中；然后等待第一个写请求处理完成后，然后将数据写入到索引到的cacheline中，并且将脏位标志位置为1；我们可能会多次将数据写入到某个相同的地址。针对这种情况，我们可以发现，写回策略仅需要在被替换出去的时候访问内存，而写通策略每次写操作都要访问内存。所以写回--写分配的策略有助于提升cache性能。