【摘要】：在多核共享緩存結(jié)構(gòu)下，當多個應用程序并行執(zhí)行時會競爭緩存，并且污染其它應用程序在緩存中的數(shù)據(jù)，導致系統(tǒng)的整體性能下降。研究發(fā)現(xiàn)，對共享緩存進行劃分，可以有效改善緩存競爭和污染所帶來的負面影響。靜態(tài)緩存劃分方法在應用程序執(zhí)行前就劃分好緩存，并且在程序執(zhí)行過程中保持不變，這種方法簡單但是缺乏靈活性，并且當應用程序的行為非常復雜時不一定能提升系統(tǒng)的性能；動態(tài)緩存劃分方法根據(jù)程序運行時信息動態(tài)調(diào)整緩存的劃分比例，但是難以確定緩存動態(tài)調(diào)整的最佳時機以及緩存分配的比例。 針對上述問題，基于程序階段行為的共享緩存動態(tài)劃分方法根據(jù)程序的階段變化確定緩存劃分的時機，利用在線生成的缺失率曲線制定緩存分配的比例。通過對程序的階段行為進行分類，只需對每一種不同的階段行為計算一次缺失率曲線，由于程序的某些階段行為在程序的執(zhí)行過程中可能重復出現(xiàn)，這樣做可以減少計算缺失率曲線的開銷。當程序的階段發(fā)生轉(zhuǎn)變時，根據(jù)程序的缺失率曲線制定緩存劃分策略，對程序的緩存進行重新分配，為緩存劃分時機提供依據(jù)，避免對緩存進行盲目的調(diào)整。利用現(xiàn)代商業(yè)處理器上集成的硬件計數(shù)器單元跟蹤程序的運行時特征信息，利用這些信息分析程序的階段行為和計算缺失率曲線。為了平衡階段行為分析的準確度和開銷，采取粗細粒度結(jié)合的階段行為分析方法，細粒度的對階段行為進行分類，粗粒度的判斷程序的階段是否轉(zhuǎn)變。 基于階段行為的共享緩存動態(tài)劃分系統(tǒng)不需要依賴額外的硬件或者動態(tài)插樁系統(tǒng)的支持。采用SPEC CPU2006基準測試程序，，分別測試了靜態(tài)緩存劃分系統(tǒng)和基于程序階段行為的動態(tài)緩存劃分系統(tǒng)的性能，結(jié)果表明，對于階段行為顛簸并且對緩存大小敏感的程序，基于階段行為的動態(tài)緩存劃分系統(tǒng)與未劃分緩存的系統(tǒng)的平均IPC相比，加速比最高達到1.08，能夠有效提升系統(tǒng)的性能。
【圖文】：

-2 共享緩存動態(tài)劃分系統(tǒng)功能整個系統(tǒng)的核心模塊，它包分策略模塊。系統(tǒng)初始化模創(chuàng)建待測應用程序的進程，模塊負責讀取采樣模塊得到程序的階段行為進行分類以析應用程序的訪存行為數(shù)據(jù)率曲線制定緩存分配方案。個子模塊，動態(tài)采樣策略配策模塊的初始化條件對硬件樣的事件、閥值。數(shù)據(jù)事件成三個子模塊，頁面著色，算法對內(nèi)存頁面進行著色，

華 中 科 技 大 學 碩 士 學 位 論 文想是應用程序的階段行為的持久性和穩(wěn)定性[43]，對于每一種階段行為，只需要很少一部分程序的訪存信息就可以計算它在這個階段的缺失率曲線[38]，接來下序段則可以在劃分好的緩存下繼續(xù)執(zhí)行，直到它們的階段行為發(fā)生轉(zhuǎn)變。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TP333

【參考文獻】

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本文編號：2584180