1. Działa dokładnie tak jak napisałeś. Wszystko co raz zostało wczytane potem odczytuje się z cache-u (chyba, że wyleci). Porównywanie tego cachu z tym co jest w x86 jest trochę bezsensu bo między tymi prockami jest różnica 20 lat. Dodatkowo: magistrala penitum 1 ma 64bity, więc ma sens wczytywanie większych kawałków danych.
Pozatym cache w mega ste jest unified, to znaczy dla instrukcji i danych.
2. Prefetch na dwa słowa wcale nie jest taki straszny. Wiele instrukcji ma dodatkowe słowo rozszerzenia. Ogólnie motorola w swojej dokumentacji nie pisała o wpływie prefetch na ilość cykli w jakiej się instrukcja wykona, za to długość instukcji miała znaczenie. Proponuje sobie zassać manuala ze strony freescale.
3. Po pierwsze shifter nie ma pojęcia co to jest pamięć. MMU adresuje pamięć i wysyła do shiftera sygnał, że na magistrali jest właśnie słowo obrazu.
Co do fast ramu to zależy o jakim TOS-ie mowa. Tylko TOS w TT i Falconie wie co to jest fastram. Wszystkie inne nie. Idea fast ramu jest taka sama jak na amidze. Żeby to był fastram, CPU musi działać na magistrali odciętej od reszty systemu (inaczej dalej musiałby walczyć o dostęp do magistrali i idea fast ramu umiera). Podobnie działa cache w mega st. To takie 16kb fast ramu przydzielanego dynamicznie.
TOS przy starcie wpisuje do rejestru konfigracyjnego mmu różne wartości ustawień i sprawdza czy pamięć jest ciągła o określonych obszarach. Jeśli nie ma dziury to wpisuje do MMU właśnie takie wielkości banków pamięci.
Pamięć video ląduje na końcu ST ramu. ST nie ma w ogóle żadnego pojęcia o fast ramie. wszelkie wynalazki podłączone do proca potrzebują albo spaczowanego tosu, albo jakiegoś progsa w auto, który to podmontuje jakoś do systemu. Tutaj pojawia się kolejny problem, bo chyba dopiero tos 3.0 ma rozszerzoną wersję malloca (mxalloc), która pozwala rozróżnić stram od fast ramu.
Jak masz 1MB i chcesz oczytać coś poza tym obszarem to dostaniesz bomby. MMU nie pozwoli na odczyt z takiego miejsca.
Nawiasem mówiąc, "fast ram" na atari nazywa się TT ram. precz z amigową nomenklaturą :P