渗透缓存命中率诱导的缓存区域动态分配机制研究

发布时间：2022-02-09 01:21

　　为解决计算机体系结构性能瓶颈——存储墙问题,在依赖硬件技术和体系结构创新的同时,还需优化程序算法。传统算法主要以时间和空间复杂度作为衡量指标,未考虑计算机存储结构设置。延迟避免和延迟容忍机制是解决"存储墙"问题的新途径。借助一种新型缓存结构——渗透缓存可缓解该问题。利用延迟容忍机制,通过研究渗透缓存模型在处理器片上数据调配方式,提出一种依据历史访存命中率变化情况动态调控渗透缓存容量机制（以下简称动态渗透机制）。通过改进数据在渗透缓存上的调配策略,使缓存容量动态适应程序的数据特征,经过调整得出命中率更高的缓存结构配置方案。阐述了动态渗透机制原理与仿真实验模型架构。仿真实验结果表明,在SPLASH-2的部分测试集下,与传统缓存命中率相比较,平均提高了7.629%;以动态渗透机制得出的缓存容量配置方案命中率比传统缓存平均提高31.003%。即在缓存结构改进的动态渗透机制下,访存命中率得到提高,从而缓解了"存储墙"问题。 

【文章来源】：软件导刊. 2020,19(04)

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

渗透缓存逻辑结构

在处理器访问焦点数据时，渗透数据块会被搬运到泉涌缓存中来，按照它们与焦点数据块在内存中的距离划分重要程度，数据块越重要就放置在泉涌缓存的越高层级。随着访问继续，泉涌缓存中的数据块重要程度发生变化，更重要的数据块会搬运到更高的层级。因此，即使处理器访问泉涌缓存中的数据块在该数据块还未到达最高层级的泉涌缓存中，也可能已经在低层级的泉涌缓存中，这样就避免了过长的访存延迟。2.2 动态渗透调配原理

设置tj为四个动态调控的时间点如图3所示，在t0时刻到t1时刻为第一轮渗透，第二、三、四轮渗透依次类推。t0时刻开始动态渗透，初始化操作，将各级渗透缓存平均分配给泉吸泉涌缓存；之后开始对渗透缓存进行第一、二、三、四轮动态调控并得出结果。算法Y：依据历史访存命中率变化动态调控渗透缓存容量算法。

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种支持数据渗透迁移的片上缓存模型研究[J]. 胡九川,范东睿,李丹萍,严龙,叶笑春.  北京交通大学学报. 2017(05)
[2]片上多核处理器共享资源分配与调度策略研究综述[J]. 王磊,刘道福,陈云霁,陈天石,李玲.  计算机研究与发展. 2013(10)

硕士论文
[1]单核处理器片上渗透数据调配方法研究[D]. 李丹萍.北京交通大学 2016



本文编号：3616116