發(fā)布時間：2017-11-05 17:00

  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】：為了能夠同時發(fā)掘程序的線程級并行性和指令級并行性,動態(tài)多核技術(shù)通過將數(shù)個小核重構(gòu)為一個較強(qiáng)的虛擬核來適應(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)掘程序的指令級并行性并降低分支預(yù)測錯誤的懲罰,而動態(tài)多核技術(shù)中的虛擬核通過使用數(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)同工作的問題得以解決.對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90%的動態(tài)指令,然后分析了添加數(shù)據(jù)流緩存對流水線性能的影響.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】： 中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所;中國科學(xué)院大學(xué);
【基金】：國家“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”國家科技重大專項(xiàng)基金項(xiàng)目(2013ZX0102-8001-001-001) 國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目(61332009,61173007)~~
【分類號】：TP332
【正文快照】： 因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)復(fù)雜度增長和功耗墻[1]等問題,單核處理器頻率和性能的增長在21世紀(jì)初遇到瓶頸.處理器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師們轉(zhuǎn)而通過增加片上集成的處理器核數(shù)來維持處理器符合摩爾定律的性能增長[2].如今多核處理器已經(jīng)逐漸占據(jù)了桌面和移動處理市場.片上多核處理器(chip multi-processor,CM

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：1145041