本文選題：多核處理器 + 共享Cache��； 參考：《電子與信息學(xué)報》2014年05期

【摘要】：LRU替換算法在單核處理器中得到了廣泛應(yīng)用,而多核環(huán)境大都采用多核共享最后一級Cache(LLC)的策略,隨著LLC容量和相聯(lián)度的增加以及多核應(yīng)用的工作集增大,LRU替換算法和理論最優(yōu)替換算法之間的差距越來越大。該文提出了一種平均劃分下基于頻率的多核共享Cache替換算法(ALRU-F)。該算法將當(dāng)前所需要的部分工作集保留在Cache內(nèi),逐出無用塊,同時還提出了塊粒度動態(tài)劃分下基于頻率的替換算法(BLRU-F)。該文提出的ALRU-F算法相比傳統(tǒng)的LRU算法缺失率降低了26.59%,CPU每一時鐘周期內(nèi)所執(zhí)行的指令數(shù)IPC(Instruction Per Clock)則提升了13.59%。在此基礎(chǔ)上提出的塊粒度動態(tài)劃分下,基于頻率的BLUR-F算法相比較傳統(tǒng)的LRU算法性能提高更大,缺失率降低了33.72%,而IPC則提升了16.59%。提出的兩種算法在性能提升的同時,并沒有明顯地增加能耗。
[Abstract]:LRU replacement algorithm has been widely used in single-core processors, and the multi-core environment mostly adopts the strategy of multi-core sharing the last stage of Cache LLC. With the increase of the capacity and coherence of LLC and the increase of the working set of multi-core applications, the gap between the theoretical optimal replacement algorithm and the LRU replacement algorithm is increasing. In this paper, a frequency-based multi-core shared Cache replacement algorithm is proposed. This algorithm keeps some of the required working sets in Cache and ejects useless blocks. At the same time, a frequency based replacement algorithm based on dynamic partitioning of block granularity is proposed. Compared with the traditional LRU algorithm, the missing rate of the proposed ALRU-F algorithm is reduced by 26.59% and the number of instructions executed in each clock cycle is increased by 13.59%. On the basis of the proposed block granularity dynamic partitioning, the frequency based BLUR-F algorithm has better performance than the traditional LRU algorithm, and the missing rate is reduced by 33.72%, and the IPC algorithm is improved by 16.59%. The proposed two algorithms have not significantly increased energy consumption while improving performance.
【作者單位】： 北京工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(61202076) 北京市教委科技計劃面上項目(KM201210005022)資助課題
【分類號】：TP332

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