【硬件架构SOC】TLB作用、工作过程及应用场景

前言

前段事件接触全志嵌入式软件招聘，线下笔试有一道题是谈一谈TLB的作用，本人为此查询网上的资料，结合自己的经历做出总结。

TLB简介，作用

​ 页表一般都很大，并且存放在内存中，所以处理器引入MMU后，读取指令、数据需要访问两次内存：首先通过查询页表得到物理地址，然后访问该物理地址读取指令、数据。为了减少因为MMU导致的处理器性能下降，引入了TLB，TLB是Translation Lookaside Buffer的简称，可翻译为“地址转换后援缓冲器”，也可简称为“快表”。简单地说，TLB就是页表的Cache，其中存储了当前最可能被访问到的页表项，其内容是部分页表项的一个副本。只有在TLB无法完成地址翻译任务时，才会到内存中查询页表，这样就减少了页表查询导致的处理器性能下降。

• TLB是translation lookaside buffer的简称。属于SOC的一部分

• 减少了页表查询导致的处理器性能下降。

• TLB就是页表的Cache，减少因为MMU导致的处理器性能下降。

TLB工作过程

加入TLB后，CPU读取地址的过程：

​ TLB有能查询到：

TLB未能查询到：

TLB的应用场景

• 在电源管理中，当SDRAM处于自刷新模式下，CPU无法从SDRAM读代码，休眠前使用TLB缓存页表，使用cache缓存代码。

参考资料

(85条消息) TLB的作用及工作过程_在arm储存管理单元中,tlb有什么用_Yannick_J的博客-CSDN博客

TLB的作用及工作原理 - AlanTu - 博客园 (cnblogs.com)

一个故事看懂CPU的TLB - 知乎 (zhihu.com)

TLB原理 - 知乎 (zhihu.com)