I-Cache和D-cache

两者的区别：

• 一方面是cache的行为。Icache大多都是顺序取指,碰到分支指令也会跳转,而Dcache访问的模式变化比较大.也就是前者所说的pattern的问题.指令只有读和refill没有写,而数据有读也有写.最重要的是冯氏的结构是指令和数据分离.I和D在一起只有相互干扰.
• 另一个方面就是,物理设计上考虑：
  一个union的cache，同时需要数据和指令的访问，端口上是很难实现的。
  所以一般在流水线的主干上,都是采用分离的icache和dcache.
  非主干的L2 cache,从容量的角度考虑采用union的方式.

出于对简化设计的考虑，也为了提高系统的性能，采用了指令Cache(以下简称为ICache)和数据Cache (以下简称为DCache)分开的方式。在ICache中存储有微处理器需要的指令，在微处理器的取指阶段，通过程序计数器PC提供给ICache的地址，微处理器可以获取需要的指令。而DCache则是作为一个数据的存储，并提供对于Load/Store指令所要操作地址的数据，它地址则来自于ALU运算的结果。
ICache和微处理器的接口以及ICache和L2 ICache的接口都是单向的。DCache和微处理器的接口以及DCache和L2 Cache的接口是双向的。这样处理的原因在于ICache存储的是指令，不需要更改所存储的数据的值。而DCache中存储的是数据，其值会根据指令操作的不同而改变。比如：在运行Store指令的时候会对DCache中相应地址进行写入数据的操作。