왜 이 소문제를 따로 배우는가
마지막 접근은 8c의 두 핵심을 결합합니다. 인접 word의 spatial locality와 4-way의 non-first-way lookup을 동시에 적용해야 하므로 전체 trace를 종합하는 검산 문제입니다.
이 페이지는 Aufgabe 8의 공통 템플릿이 아니라 8c-12 4-way Cache Zugriff #12에 필요한 내용만 담습니다. 챕터 전체 배경이 필요하면 Aufgabe 8 개념 수업을 먼저 읽으세요.
이 소문제에서 실제로 쓰는 용어
정의뿐 아니라 이 문제의 어느 판단에 쓰이는지까지 연결합니다.
- Block 0x0021 Reuse
- #9에서 처음 적재된 0x0108~0x010F block을 다시 사용하는 접근입니다.이 소문제에서: 0x010C는 같은 block의 Offset 4입니다.
- Set 1 Multi-way Match
- Set 1의 [0x004,0x008] 중 요청 tag와 같은 way를 찾는 lookup입니다.이 소문제에서: 두 번째 way 0x008이 match합니다.
- Trace Closure
- 마지막 접근에서 fields, history, state를 모두 확인해 전체 cache trace를 마무리하는 검산입니다.이 소문제에서: 공식 final result는 Hit이고 after는 [0x004,0x008]입니다.
이 소문제 전용 규칙과 종이 작업
Same block plus any-way match
0x010C는 #9의 block과 같고 Set 1의 어느 valid way든 Tag 0x008이 있으면 Hit입니다.
종이에: block equality와 second-way equality를 두 개의 체크로 표시합니다.
마지막 Hit도 state를 갱신하지 않음
새 block allocation이나 replacement가 없으므로 final ways는 그대로입니다.
종이에: before=after=[0x004,0x008]을 적습니다.
Aufgabe 전체 흐름은 챕터 흐름도에서 확인할 수 있습니다. 여기서는 현재 판단에 직접 필요한 규칙만 적용합니다.
이 소문제 전용 작은 예제
Set 1 ways=[0x005,0x009]일 때 주소 0x012C를 접근합니다.
주어진 것
- 0x0128 block은 이미 적재됨
- 8-byte blocks
- 4-way Set 1
- block base와 Offset을 구합니다.
0x012C는 0x0128 block의 second word입니다.
종이 산출물: base=0x0128, Block=0x0025, Offset=4
- Set과 Tag를 계산합니다.
Block 0x0025는 Set 1, Tag 0x009입니다.
종이 산출물: Set=1, Tag=0x009
- 모든 ways에서 0x009를 찾습니다.
두 번째 way가 match하므로 Hit입니다.
종이 산출물: Hit; after=[0x005,0x009]
예제 답과 독립 검산 보기
Offset=4, Set=1, Tag=0x009이며 두 번째 way에서 Hit합니다.
독립 검산: 첫 way 0x005 mismatch 뒤 검색을 멈추지 않았는지 확인합니다.
이 접근의 cache 상태 전후
Hit/Miss 이름만 외우지 않고, 접근 직전과 직후 상태가 어떻게 달라지는지 한 칸씩 확인합니다.
이제 실제 시험 문제를 micro-work로 풀기
공식 시험이 요구하는 것
주소 0x010C의 Offset/Set/Tag와 Hit/Miss를 구하세요.
공식 답을 보기 전, 내 답 먼저 남기기
완성 문장이 아니어도 좋습니다. 중간값·register·cycle·cache state처럼 채점 가능한 흔적을 먼저 적으세요.
각 작업의 중간 산출물을 직접 적고 완료 조건을 만족한 뒤 체크하세요. 단계별 이유·산출물·오류가 현재 소문제에 맞게 따로 작성되어 있습니다.
0x010C의 block base와 number를 계산합니다.
- 왜 하는가
- #9의 0x0108과 같은 8-byte block인지 확인합니다.
- 종이 산출물
- block base=0x0108; block number=0x0021
- 완료 조건
- 0x010C가 0x0108~0x010F 범위 안에 표시됩니다.
막혔을 때 단계 힌트·대표 오류
힌트: 0x10C에서 4를 빼세요.
이 단계의 대표 오류: 0x010C를 새 block base로 취급해 Block 0x0022로 반올림합니다.
Byte Offset을 계산합니다.
- 왜 하는가
- 같은 block의 second word 위치를 확인합니다.
- 종이 산출물
- Offset=0x010C mod 8=4
- 완료 조건
- Offset=4가 base 차이와 일치합니다.
막혔을 때 단계 힌트·대표 오류
힌트: 하위 3 bit 100₂를 읽으세요.
이 단계의 대표 오류: 마지막 hex digit C를 그대로 12로 사용합니다.
Block 0x0021의 Set index를 계산합니다.
- 왜 하는가
- #9에서 두 tag가 공존하게 된 Set 1을 조회해야 합니다.
- 종이 산출물
- Set=0x0021 mod 4=1
- 완료 조건
- Set 1 before=[0x004,0x008]을 불러왔습니다.
막혔을 때 단계 힌트·대표 오류
힌트: block number는 #9와 같습니다.
이 단계의 대표 오류: 주소 0x010C mod 4=0만 보고 Set 0이라고 합니다.
Tag 0x008을 계산합니다.
- 왜 하는가
- Set 1의 여러 ways 중 matching block을 찾습니다.
- 종이 산출물
- Tag=0x010C//32=0x008
- 완료 조건
- 요청 tag가 #9에서 추가된 두 번째 way와 연결됩니다.
막혔을 때 단계 힌트·대표 오류
힌트: 0x0108과 0x010C는 같은 Tag입니다.
이 단계의 대표 오류: Offset 4를 Tag에 더해 0x00C라고 합니다.
Set 1의 두 valid ways를 비교해 Hit와 final state를 확정합니다.
- 왜 하는가
- 0x004는 mismatch지만 두 번째 0x008이 match하고 Block 0x0021은 seen입니다.
- 종이 산출물
- before: Set 1 ways=['0x004', '0x008']; history=seen; Offset=4, Set=1, Tag=0x008, Type=Hit.; after: Set 1 ways=['0x004', '0x008']
- 완료 조건
- 공식 final fields/result와 unchanged ways가 모두 기록되어 있습니다.
막혔을 때 단계 힌트·대표 오류
힌트: 첫 comparator mismatch 후 두 번째 way까지 확인하세요.
이 단계의 대표 오류: 첫 way 0x004만 보고 Miss 또는 Conflict라고 합니다.
공식 답을 열기 전 마지막 회상
0x010C와 같은 block에 속하는 다른 4-byte word 주소는 무엇인가요?
내 풀이 후 공식 결론·이유·대표 함정 확인
공식 결론
Offset=4, Set=1, Tag=0x008, Type=Hit.
왜 이 답이 되는가
Block size 8 Byte이므로 하위 3 bit가 block offset입니다. 4 sets이므로 다음 2 bit가 set index, 나머지 상위 bit가 tag입니다. 같은 8-byte block의 두 word는 offset 0과 4로 함께 cache에 들어옵니다.
대표 함정
Word 주소가 달라도 같은 8-byte block이면 두 번째 word는 Hit일 수 있습니다.
새 문제로 전이하기
세 문항은 앞 문장의 반복이 아닙니다. 직접 답을 입력하면 rubric의 필수 기준을 하나씩 검사하고, 첫 누락 기준을 알려 줍니다.
1. 개념 재구성
#9와 #12를 연결해 block allocation부터 second-word Hit까지의 Set 1 state 변화를 설명하세요.
#9의 after가 #12의 before입니다.
제출 후 모델 답 보기
#9에서 Block 0x0021의 Tag 0x008이 Compulsory Miss로 Set 1의 free way에 추가되어 [0x004,0x008]이 됩니다. #12의 0x010C는 같은 block Offset 4라 두 번째 way에서 Hit하고 state가 유지됩니다.
2. 변형 문제
Set 1 ways=[0x005,0x009]일 때 주소 0x012C의 fields와 Type을 구하세요.
Block base는 0x0128입니다.
제출 후 모델 답 보기
Block=0x0025, Offset=4, Set=1, Tag=0x009, Type=Hit이며 after=[0x005,0x009]입니다.
3. 오류 진단
학생이 Set 1의 첫 way 0x004와 요청 0x008이 달라 Conflict Miss라고 했습니다. 두 가지 누락을 고치세요.
나머지 way와 #9의 block fetch를 모두 확인하세요.
제출 후 모델 답 보기
4-way의 두 번째 valid way 0x008을 비교하지 않았고, #9에서 같은 Block 0x0021이 적재된 사실도 놓쳤습니다. Tag 0x008이 match하므로 Hit입니다.
이 소문제를 끝냈다고 말할 수 있는 기준
이 소문제의 정확한 공식 페이지와 대조하기
왼쪽은 문제를 읽을 때, 오른쪽은 자신의 풀이를 끝낸 뒤에 확인하세요. 해설 이미지를 먼저 보면 중간 과정을 스스로 만드는 연습이 사라집니다.
Source: Probeklausur.pdf / Probeklausur Musterlösung und Hinweise.pdf · 시험 p16–18 · 공식 해설 p41–44 · Probeklausur.pdf p18 Aufgabe 8c 접근 #12와 공식 해설 p43–44: Block 0x0021, Offset 4, Set 1, Tag 0x008, seen Hit in ways [0x004,0x008], unchanged final state.