既然CPU不会从主存里读数据，那MDR有什么用呢？

Question

我在看老师您回答同学们的提问的时候，发现老师一直重复强调同一个观点：

CPU不会从主存中读取数据；假如CPU需要的数据不在高速缓存里，CPU会等CPU高速缓存从主存里取数据；然后CPU再从高速缓存里取数据

假设CPU真的不会从主存里面取数据，那么MDR这个主存数据读取器，有什么用？

Answer 1

咚咚呛 2021-02-18 23:51:40

在CPU结构中，MDR、MAR都是寄存器，功能不同所以具体名字会有所不同。

MDR是用于临时存储CPU运算时所用到的数据的，CPU不会直接读取内存的数据，当CPU需要访问的数据不在寄存器时，会发出缺页中断，转而处理其他的任务，而缺页中断会有专门的设备进行处理（这个设备我们成为MMU），处理的主要过程就是发生内存的置换，把数据置换到CPU的寄存器，也即是MDR。

希望对你有所帮助。

• 提问者 Charles_So_网页开发 #1

  谢谢老师的回复，想继续补充一下问题！
  
  【1】同样的场景：【CPU取数据没有命中缓存，需要访问主存】，想补充问一下当中的细节。这时候是让数据从主存传到MDR中，然后CPU再从MDR中获取，对吗？
  
  【2】那这个MDR跟高速缓存有什么区别呢？
  
  【3】高速缓存的数据存储，是由谁分配控制的？
  
  【4】关于字节寻址和字寻址，老师提到CPU访问物理内存是用字节寻址，访问逻辑内存是使用字寻址。请问为什么要这样划分呢？
  
  【5】4中的逻辑内存应该如何理解？
  
  【6】字寻址和字节寻址分别有什么优劣，如何对比？
  
  问题有点多，麻烦老师有空耐心解答一下，谢谢！

• 咚咚呛 回复 提问者 Charles_So_网页开发 #2

  1. 是的；
  2. MDR属于高速缓存的一部分；
  3. 回答有提到，是MMU，可以搜索了解一下；
  4. 可以归结为历史原因，早期计算机并不支持多字节处理；
  5. 逻辑内存即是虚拟内存；
  6. 字寻址寻址空间大，字节寻址速度快。

• 提问者 Charles_So_网页开发 #3

  非常感谢！

Answer 2

的意义 2021-07-01 05:26:43

感觉老师讲的这个有问题，应该是cache miss的时候，cpu直接从主存获取数据到寄存器里，同时把数据替换进cache里面，也就是说CPU与主存是有直接通信的情况的，顺便可以看下教材上的图示，

• 咚咚呛 #1

  『CPU直接从主存获取数据到寄存器里』，这句话不够严谨，CPU如果需要从主存读取数据，需要发出虚拟内存地址，虚拟内存地址需要经过MMU转换为物理地址才可以进行Cache的置换，因此可以实际上并不是CPU直接从主存读取数据，其中是经过了MMU，你这里书本提供的图省略了MMU工作的部分。