本文關(guān)鍵詞： Cache 多核系統(tǒng) 數(shù)據(jù)預(yù)取 緩存替換　出處：《合肥工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：多核技術(shù)的出現(xiàn)使得微處理器的性能持續(xù)提高,此時處理器與存儲器間的速度差異問題成為限制處理器性能發(fā)揮的一個主要因素。本文針對一種面向高密度計算的異構(gòu)多核SoC系統(tǒng),提出了一種層次化的共享二級存儲結(jié)構(gòu)(L2-Cache),以緩解系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理速度與外部存儲間的速度差異。所設(shè)計的層次化存儲結(jié)構(gòu)提供對象數(shù)據(jù)緩存功能,利用計數(shù)替換策略,減少二級存儲污染,提高有效數(shù)據(jù)命中率;在計算時間間隙實現(xiàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確預(yù)讀取和L2-主存同步操作,增加有效存儲帶寬。最終測試結(jié)果表明,采用層次化存儲結(jié)構(gòu)的設(shè)計兼顧了不同訪存比應(yīng)用的數(shù)據(jù)訪存特性,平均訪存性能提高31.1%,不同規(guī)模的矩陣運算最高獲得1.573的加速比,整體任務(wù)計算時間平均減少了 27.8%。本文主要工作如下:1、本文基于對多核系統(tǒng)的分析,提出一種適應(yīng)系統(tǒng)的緩存結(jié)構(gòu),命名為共享二級存儲(L2)的Cache結(jié)構(gòu),在Cache的映射方法、替換算法、數(shù)據(jù)預(yù)取三個方面進(jìn)行了優(yōu)化。該結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮了多核系統(tǒng)的優(yōu)勢,利用計算時間間隙實現(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)取和L2-主存同步操作,提高L2命中率,減少數(shù)據(jù)訪存需要的片外存儲帶寬,提高了系統(tǒng)運算性能。2、對上述設(shè)計結(jié)構(gòu)進(jìn)行硬件設(shè)計,首先介紹設(shè)計的整體架構(gòu),分出不同的模塊架構(gòu),然后詳細(xì)介紹各關(guān)鍵模塊的設(shè)計功能、工作原理、硬件設(shè)計、工作流程等。設(shè)計主要包括控制通路和數(shù)據(jù)通路,控制通路根據(jù)多核系統(tǒng)發(fā)過來的存儲控制命令和數(shù)據(jù)請求,計算讀/寫地址和預(yù)取地址,判斷命中與否,以此對請求數(shù)據(jù)類型分類,最后按照優(yōu)先級并行或串行下發(fā)任務(wù)信息,交給數(shù)據(jù)通路執(zhí)行任務(wù)。3、將設(shè)計集成到HMCS多核系統(tǒng)中,加載計算訪存比不同的任務(wù),驗證設(shè)計的功能和性能,討論緩存結(jié)構(gòu)對于任務(wù)執(zhí)行周期數(shù)和數(shù)據(jù)傳輸并行度的影響。
[Abstract]:This paper presents a hierarchical storage structure based on the analysis of multi - core system . This paper presents a hierarchical storage structure for heterogeneous multi - core SoC .

【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP333

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 周建偉;韓俊剛;李濤;杜慧敏;焦繼業(yè);;異構(gòu)多核SoC可編程圖形系統(tǒng)硬件設(shè)計[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2014年07期

2 張建勛;古志民;;幫助線程預(yù)取技術(shù)研究綜述[J];計算機(jī)科學(xué);2013年07期

3 黃品豐;趙榮彩;姚遠(yuǎn);趙捷;;面向異構(gòu)多核處理器的并行代價模型[J];計算機(jī)應(yīng)用;2013年06期

4 方娟;張紅波;;一種改進(jìn)的多核處理器硬件預(yù)取技術(shù)[J];計算機(jī)科學(xué);2012年S2期

5 侯鈺龍;盧一男;張會新;;并行多通道模擬信號發(fā)生器的設(shè)計與實現(xiàn)[J];電視技術(shù);2012年17期

6 平常心;;走進(jìn)多核CPU的世界[J];電腦愛好者;2012年16期

7 楊可;樊曉椏;王黨輝;;多核多線程處理器二級Cache預(yù)取結(jié)構(gòu)的設(shè)計[J];計算機(jī)工程與應(yīng)用;2009年10期

8 肖俊華;馮子軍;章隆兵;;片上多處理器中基于步長和指針的預(yù)取[J];計算機(jī)工程;2009年04期

9 信磊;解光軍;;一種支持SMP共享虛存的數(shù)據(jù)Cache一致性解決方法[J];合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年12期

10 孫國忠;袁清波;陳明宇;樊建平;;用于二級緩存的一種改進(jìn)的自適應(yīng)緩存管理算法[J];計算機(jī)研究與發(fā)展;2007年08期

相關(guān)會議論文 前1條

1 朱旭東;柯劍;那文武;許魯;;一種數(shù)據(jù)塊關(guān)系指導(dǎo)的緩存替換方法[A];第15屆全國信息存儲技術(shù)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 劉洋;層次混合存儲系統(tǒng)中緩存和預(yù)取技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2013年

2 歐國東;基于線程的數(shù)據(jù)預(yù)取技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

3 鄧林;單芯片多核處理器存儲優(yōu)化技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

4 鄧亞丹;面向共享Cache多核處理器的數(shù)據(jù)庫查詢執(zhí)行優(yōu)化技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

5 謝學(xué)軍;數(shù)據(jù)值預(yù)測與存儲器預(yù)取技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 高冬雪;多核系統(tǒng)存儲結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2016年

2 孫玲;多通道并行訪存接口設(shè)計與實現(xiàn)[D];合肥工業(yè)大學(xué);2015年

3 范相婷;基于SoCLib平臺的異構(gòu)多核系統(tǒng)及性能測試[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

4 肖瑞瑾;多核處理器層次化存儲體系研究[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

5 李樺林;多核SoC中高帶寬片外數(shù)據(jù)交換與處理技術(shù)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2012年

6 王慶林;基于共享前端的流多核體系結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

7 王震;CMP架構(gòu)下的共享Cache動態(tài)劃分[D];吉林大學(xué);2011年

8 趙磊;適應(yīng)多核處理器的任務(wù)調(diào)度研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2010年

9 邸志雄;多核包處理器數(shù)據(jù)控制總線技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2010年

10 李柱;分布式文件系統(tǒng)小文件性能優(yōu)化技術(shù)研究與實現(xiàn)[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

，

本文編號：1442410