reset() 用于初始化替换数据（即验证）。它应该仅在条目插入时被调用，并且在无效化之前不得再次调用。对条目的第一次触摸必须始终是 reset()。
touch() 用于访问替换数据，因此应在条目访问时调用。它更新替换数据。
invalidate() 每当条目无效时调用，可能是由于一致性处理。它使得该条目在下一次受害者搜索中尽可能可能被驱逐。在执行 reset() 之前不需要使条目无效。当模拟开始时，所有条目都是无效的。
getVictim() 在未命中且必须进行驱逐时调用。它在所有替换候选者中搜索具有最差替换数据的条目，通常优先驱逐无效条目。

我们简要描述 Gem5 中实现的替换策略。如果需要更多信息，可以研究 Cache Replacement Policies Wikipedia 页面或相应的论文。

Random

最简单的替换策略；它不需要替换数据，因为它在候选者中随机选择一个受害者。

Least Recently Used (LRU)

它的替换数据由最后一次触摸的时间戳组成，受害者是根据它选择的：它越旧，其对应的条目就越有可能被驱逐。

Tree Pseudo Least Recently Used (TreePLRU)

LRU 的一种变体，使用二叉树通过 1 位指针来跟踪条目的使用近期性。

Bimodal Insertion Policy (BIP)

Bimodal Insertion Policy 类似于 LRU，但是，根据双峰节流参数 (btp)，块有一定的概率作为 MRU 插入。btp 越高，新块作为 MRU 插入的可能性就越高。

LRU Insertion Policy (LIP)

LRU Insertion Policy 包含一个 LRU 替换策略，它不插入具有最近最后触摸时间戳的块，而是将它们作为 LRU 条目插入。在随后对该块的触摸中，其时间戳更新为 MRU，如在 LRU 中一样。它也可以被视为 BIP，其中将新块插入为最近使用的可能性为 0%。

Most Recently Used (MRU)

Most Recently Used 策略根据近期性选择替换受害者，但是，与 LRU 相反，条目越新，它就越有可能被驱逐。

Least Frequently Used (LFU)

使用引用频率选择受害者。引用最少的条目被选择驱逐，无论它被触摸了多少次，或者自上次触摸以来经过了多长时间。

First-In, First-Out (FIFO)

使用插入时间戳选择受害者。如果不存在无效条目，则驱逐最旧的条目，无论它被触摸了多少次。

Second-Chance

Second-Chance 替换策略类似于 FIFO，但在被驱逐之前给条目第二次机会。如果一个条目本应是下一个被驱逐的，但它的第二次机会位被设置，则清除此位，并将该条目重新插入 FIFO 的末尾。在未命中之后，插入一个第二次机会位被清除的条目。

Not Recently Used (NRU)

Not Recently Used (NRU) 是 LRU 的近似值，它使用单个位来确定块是否将在近期或远期被重新引用。如果该位为 1，则它很可能不会很快被引用，因此它被选为替换受害者。当一个块被驱逐时，其所有共同替换候选者的重新引用位都会递增。

Re-Reference Interval Prediction (RRIP)

Re-Reference Interval Prediction (RRIP) 是 NRU 的扩展，它使用重新引用预测值 (RRPV) 来确定块是否将在不久的将来被重新使用。RRPV 值越高，该块距离其下一次访问越远。从原始论文来看，RRIP 的这种实现也称为 Static RRIP (SRRIP)，因为它总是插入具有相同 RRPV 的块。

Bimodal Re-Reference Interval Prediction (BRRIP)

Bimodal Re-Reference Interval Prediction (BRRIP) 是 RRIP 的扩展，它具有不将块作为 LRU 插入的概率，就像在 Bimodal Insertion Policy 中一样。此概率由双峰节流参数 (btp) 控制。