【摘要】：半導體技術(shù)的發(fā)展，，使得主存儲器件的存取速度不能滿足處理器存取數(shù)據(jù)的要求，人們在各種計算機系統(tǒng)中廣泛采用了并行存儲系統(tǒng)和層次存儲系統(tǒng)，以提高整個存儲系統(tǒng)的平均存取速度。 然而，在實際應(yīng)用中卻發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的并行存儲系統(tǒng)和層次存儲系統(tǒng)并不是總能達到人們的預期目的。這是由于處理器的存取訪問在并行存儲系統(tǒng)中和高速緩存系統(tǒng)中存在存儲體沖突和高速緩存行沖突。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，并行存儲系統(tǒng)和層次存儲系統(tǒng)中的存儲映射方法對它們的存儲性能有很大的影響。 XOR斜排存儲方法是一類非常有效的非線性斜排存儲方法，作者在研究了許多具有實際使用價值的XOR存儲方法的基礎(chǔ)上，提出了LR-XOR斜排存儲方法．在采用LR-XOR斜排存儲方法的并行存儲系統(tǒng)中，不僅可以并行存取在傳統(tǒng)的交叉并行存儲系統(tǒng)中可以并行存取的連續(xù)存儲數(shù)據(jù)存取模式，而且可以并行存取N×N矩陣的矩陣行、矩陣列、矩陣主P×Q塊、矩陣散列P×Q塊以及間隔為2~i的等間隔主向量、間隔為2~i的移位等間隔主向量等許多在科學和工程應(yīng)用程序中常用的數(shù)據(jù)存取模式，可以大幅度地提高并行存儲系統(tǒng)的平均存取速度。 本文在對高速緩存系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行深入分析的基礎(chǔ)上，把XOR斜排存儲映射方法應(yīng)用于數(shù)據(jù)高速緩存的存儲映射中。理論分析表明，在高速緩存映射系統(tǒng)中采用EE-XOR和LR-XOR存儲映射方法，可以使科學和工程應(yīng)用程序中大量常用存取模式的所有數(shù)據(jù)元素同時駐留在高速緩存系統(tǒng)中，把應(yīng)用程序中的數(shù)據(jù)復用率更多地轉(zhuǎn)化為高速緩存系統(tǒng)中暫存數(shù)據(jù)的復用率，從而大幅度地提高層次存儲系統(tǒng)的平均存取速度，充分發(fā)揮處理器的運算能力。 作者創(chuàng)造性地在高速緩存系統(tǒng)的映射機構(gòu)中實現(xiàn)了EE-XOR斜排存儲方法，以使高速緩存系統(tǒng)可以充分地利用程序執(zhí)行過程中存儲訪問的局部性。在作者設(shè)計的Pentium和平實驗系統(tǒng)中，其二級高速緩存映射中使用
【圖文】：

存儲方法在片內(nèi)數(shù)據(jù)高速緩存中應(yīng)用EE一x0R存儲方法的Pneutim處理器結(jié)構(gòu)如圖5.11所示，處理器訪問數(shù)據(jù)高速緩存的地址信號線是單向傳輸?shù)模恍柙跀?shù)據(jù)高速緩存的存儲訪問地址通道中加人適當?shù)淖儞Q電路，加人的硬件電路非常簡單.盡管在存儲容量較小、存取速度較快的片內(nèi)高速緩存中EE一XDR必然會獲得很好的性能提高，但是這種對處理器內(nèi)部的硬件進行改動只有處理器制造廠家才能做到.圖5.11在Petllnill、處理器片內(nèi)數(shù)據(jù)高速緩存中應(yīng)用EE一XOR存儲方法

速緩存管理模塊中采用EE一XOR存儲方法后，訪問其高速緩存存儲體的地址就不再能直接采用處理器發(fā)出的存儲訪問物理地址，而要采用變換后的地址，所以整個計算機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖5.13所示.注意，從信號線連接關(guān)系看，只有訪問二級高速緩存存儲器的地址由與處理器連接改為與82437FX相連接，其它連接關(guān)系不變.事實上方案二是在二級高速緩存系統(tǒng)中采用EE一XOR存儲方法的最簡單的方法.這是因為8243F7X是一個多功能控制器，它與處理器接口的地址總線不僅應(yīng)用于二級高速緩存控制，而且與主存儲管理等其它功能模塊有關(guān)，所以要想在不影響其它功能模塊的前提下在二級高速緩存存儲訪問中應(yīng)用EE一XOR存儲方法，最好把地址變換電路制作在8243F7X控帶諾片內(nèi)部
【學位授予單位】：中國科學院研究生院（計算技術(shù)研究所）
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：1997
【分類號】：TP333

【參考文獻】

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1 喬香珍;Cache性能與程序優(yōu)化[J];計算機學報;1996年11期

本文編號：2627183