本文關(guān)鍵詞：一種緩存數(shù)據(jù)流信息的處理器前端設(shè)計(jì)

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【摘要】：為了能夠同時(shí)發(fā)掘程序的線程級(jí)并行性和指令級(jí)并行性,動(dòng)態(tài)多核技術(shù)通過(guò)將數(shù)個(gè)小核重構(gòu)為一個(gè)較強(qiáng)的虛擬核來(lái)適應(yīng)程序多樣的需求.通常這種虛擬核性能弱于占有等量芯片資源的原生核,一個(gè)重要的原因就是取指、譯碼和重命名等流水線的前端各階段具有串行處理的特征較難經(jīng)重構(gòu)后協(xié)同工作.為解決此問(wèn)題,提出了新的前端結(jié)構(gòu)——數(shù)據(jù)流緩存,并給出與之配合的向量重命名機(jī)制.數(shù)據(jù)流緩存利用程序的數(shù)據(jù)流局部性,存儲(chǔ)并重用指令基本塊內(nèi)的數(shù)據(jù)依賴等信息.處理器核利用數(shù)據(jù)流緩存能更好地發(fā)掘程序的指令級(jí)并行性并降低分支預(yù)測(cè)錯(cuò)誤的懲罰,而動(dòng)態(tài)多核技術(shù)中的虛擬核通過(guò)使用數(shù)據(jù)流緩存旁路傳統(tǒng)的流水線前端各階段,其前端難協(xié)同工作的問(wèn)題得以解決.對(duì)SPEC CPU2006中程序的實(shí)驗(yàn)證明了數(shù)據(jù)流緩存能夠以有限代價(jià)覆蓋大部分程序超過(guò)90%的動(dòng)態(tài)指令,然后分析了添加數(shù)據(jù)流緩存對(duì)流水線性能的影響.實(shí)驗(yàn)證明,在前端寬度為4條指令、指令窗口容量為512的配置下,采用數(shù)據(jù)流緩存的虛擬核性能平均提升9.4%,某些程序性能提升高達(dá)28%.
【作者單位】： 中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所;中國(guó)科學(xué)院大學(xué);
【基金】：國(guó)家“九七三”重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃基金項(xiàng)目(2011CB302501) 國(guó)家“八六三”高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃基金項(xiàng)目(2015AA011204,2012AA010901) “核高基”國(guó)家科技重大專項(xiàng)基金項(xiàng)目(2013ZX0102-8001-001-001) 國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(61332009,61173007)~~
【分類號(hào)】：TP332
【正文快照】： 因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)復(fù)雜度增長(zhǎng)和功耗墻[1]等問(wèn)題,單核處理器頻率和性能的增長(zhǎng)在21世紀(jì)初遇到瓶頸.處理器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師們轉(zhuǎn)而通過(guò)增加片上集成的處理器核數(shù)來(lái)維持處理器符合摩爾定律的性能增長(zhǎng)[2].如今多核處理器已經(jīng)逐漸占據(jù)了桌面和移動(dòng)處理市場(chǎng).片上多核處理器(chip multi-processor,CM

【相似文獻(xiàn)】

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