【摘要】：隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展,計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛,幾乎涉及到社會(huì)生活的各個(gè)方面。而單核處理器受功耗,指令級(jí)并行的可開發(fā)空間,存儲(chǔ)器時(shí)延等因素的影響,發(fā)展速度正在逐步減慢,目前多核處理器已經(jīng)取代單核處理器成為處理器發(fā)展的主流方向。處理器性能的持續(xù)快速發(fā)展,也使得處理器和存儲(chǔ)器系統(tǒng)之間的性能差距越來越大。因此使存儲(chǔ)器系統(tǒng)更加有效的工作,可以顯著提升處理器的性能。 在多核處理器結(jié)構(gòu)中,由于通常情況下最后一級(jí)Cache被各核共享,所以可能造成某個(gè)核對(duì)共享Cache的訪問將其他核頻繁訪問的數(shù)據(jù)替換出共享Cache,從而造成系統(tǒng)整體性能的下降。為提高系統(tǒng)性能,可在共享Cache中應(yīng)用動(dòng)態(tài)劃分策略,以有效避免不同核之間在共享Cache中的這種相互污染。 此外,因?yàn)長(zhǎng)RU方法不易于硬件實(shí)現(xiàn),所以目前在很多處理器的Cache中應(yīng)用的是低硬件開銷的偽LRU替換方法。由于應(yīng)用偽LRU方法的共享Cache仍然存在不同核之間的相互污染問題,因此,本論文提出了一種基于偽LRU方法的新型共享Cache動(dòng)態(tài)劃分策略。 本論文提出的劃分策略在分析電路中創(chuàng)新性的提出了一種基于二叉樹的分析統(tǒng)計(jì)方法。在劃分電路中,本論文進(jìn)一步提出了適應(yīng)該方法統(tǒng)計(jì)特性的非遍歷劃分算法以及對(duì)共享Cache間歇的控制方式,以避免劃分電路連續(xù)控制共享Cache所帶來的弊端。在共享Cache中本論文則提出了一種適用于動(dòng)態(tài)劃分的新型結(jié)構(gòu)和適用于該結(jié)構(gòu)的一種基于NRU的偽LRU替換方法。 經(jīng)SPEC CPU2000測(cè)試表明,本文提出的基于偽LRU方法的新型劃分策略比基于LRU方法的不劃分共享Cache策略和以效用最優(yōu)為目標(biāo)劃分共享Cache策略的性能分別提高了11.20%和6.93%。最后,本文全硬件實(shí)現(xiàn)了基于偽LRU方法的新型共享Cache劃分策略和基于LRU方法的原效用最優(yōu)劃分策略。綜合結(jié)果表明,新型劃分策略的分析電路、劃分電路和共享Cache的面積分別比基于LRU方法的原效用最優(yōu)策略對(duì)應(yīng)部分電路的面積減小了17.46%、27.05%和12.54%。
【學(xué)位授予單位】：復(fù)旦大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TP332;TN47

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本文編號(hào)：2539452