 in Paging --- Effective memory access time(EMAT))
Translation Lookaside Buffer (TLB) in Paging
以上文章有如下一段话
Effective memory access time(EMAT)
TLB is used to reduce adequate memory access time as it is a high-speed associative cache.
EMAT=h×(c+m)+(1−h)×(c+nm)
where:
- h is the hit ratio of the TLB,
- m is the memory access time,
- c is the TLB access time and
- n represents the system level.
And the system level can be represented as follows:
1 --> No page table.
2 --> One page table.
3 --> Two page tables
问题1，
请解释一下Effective memory access time(EMAT)，EMAT=h×(c+m)+(1−h)×(c+nm)，为什么不是 EMAT=h×c + (1−h)×(c+nm)
deep seek对问题1的回答，
问题2，
在问题1的deep seek回复中，有如上的一段描述。
那么，我想知道：
其中的n*m有一个当n=1的情况。当n=1时，意味着仅访问一次页表，那么它不访问目标数据了么？
Deep Seek对问题2的回答，
问题3，
以上图片是你刚刚在回答TLB的EMAT公式的时候给出的部分内容，
请问，
"仅当目标数据已在缓存cache中时，数据访问时间可忽略： 场景：页表遍历后，若数据恰在cache中（cache hit),则m退化为缓存访问时间（远小于主存m)。“。
如果按照你说的目标数据已经在缓存cache中，为什么还要遍历页表？为什么还需要查询TLB快表？
您提出的问题非常精准，确实点出了内存访问流程中一个关键且容易混淆的逻辑顺序。我之前的描述可能造成了误解，为您澄清如下：
虚拟地址到物理地址的转换，是访问任何数据（无论是否在Cache中）的绝对前提。Cache系统使用物理地址（少量L1 Cache可能使用虚拟地址，但最终仍需物理地址保证一致性）来查找和匹配数据。因此，流程是严格串行的：
必经的第一步：虚拟地址 → 物理地址
CPU执行单元发出的内存访问请求，携带的是虚拟地址。
为了访问物理内存或Cache，必须首先通过查询TLB（Translation Lookaside Buffer，即页表缓存）将虚拟地址转换为物理地址。
如果TLB未命中，则需查询存储在物理内存中的页表（即“页表遍历”）来完成地址转换。
后续的第二步：使用物理地址访问数据
获得物理地址后，CPU才用这个物理地址去查询Cache。
如果Cache命中，则直接从高速缓存中获取数据，耗时极短。
如果Cache未命中，则需访问主内存来获取数据。
所以，“数据已在Cache中”并不意味着可以跳过地址转换步骤，而是指在地址转换之后的数据获取环节非常快。
重新审视EMAT公式中的场景
我提到的场景：“页表遍历后，若数据恰在cache中”，其正确的完整流程和理解应为：
TLB查询：CPU用虚拟地址查询TLB。如果命中，立刻获得物理地址，然后跳至第3步。如果未命中，进入第2步。
页表遍历：TLB未命中，需要去物理内存中查询页表，得到物理地址。这个过程较慢，耗时约为 m（主存访问时间）。
Cache查询：获得物理地址后，用其查询Cache。
如果Cache命中：数据直接从Cache中读取。此时，虽然地址转换可能经历了较慢的页表遍历（耗时 m），但数据获取本身非常快。因此，总时间主要由耗时的页表遍历决定，看起来就像是 m 退化成了Cache的访问时间。
如果Cache未命中：则需要再用物理地址访问主存获取数据，总时间将是页表遍历时间 m + 主存访问时间 m，即 2m。
简单来说，只要TLB未命中，就必须进行页表遍历，无论数据最终是否在Cache中。Cache的命中只能节省数据搬运的时间，但节省不了地址翻译的时间。
感谢您的追问，这帮助澄清了一个至关重要的细节。希望这次的解释能够准确地解答您的疑问。
