【摘要】： 在當(dāng)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中,處理器的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于存儲(chǔ)器的速度。Cache技術(shù)是提高數(shù)據(jù)訪問(wèn)性能的經(jīng)典技術(shù),在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能優(yōu)化中發(fā)揮了重要的作用,但Cache同時(shí)也占據(jù)了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的大部分功耗。研究高性能和低功耗的Cache,對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng),特別是嵌入式系統(tǒng),有重要意義。 本文主要從動(dòng)態(tài)可重構(gòu)的角度研究嵌入式系統(tǒng)中Cache低功耗技術(shù),分析了已有的高性能低功耗Cache技術(shù)的不足,重點(diǎn)介紹了一種動(dòng)態(tài)可重構(gòu)Cache設(shè)計(jì)技術(shù)Tournament Caching,在此基礎(chǔ)上提出了兩種低功耗動(dòng)態(tài)可重構(gòu)cache模型。 第一種是適用于L1 I-Cache的不定路數(shù)變化的競(jìng)爭(zhēng)Cache,該Cache模型對(duì)Tournament Caching的調(diào)度策略進(jìn)行了優(yōu)化,并且在Cache的運(yùn)行過(guò)程中相聯(lián)度能夠在1,2或4路之間變化,能夠更快的適應(yīng)程序運(yùn)行時(shí)Cache最優(yōu)參數(shù)配置的需要,從而進(jìn)一步降低Cache的功耗。 第二種是適用于L2 Cache的快速自適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)Cache,該Cache模型基于L2 Cache容量大,功耗消耗多的特點(diǎn),并且結(jié)合不定路數(shù)變化的競(jìng)爭(zhēng)Cache的優(yōu)點(diǎn),相對(duì)傳統(tǒng)組相聯(lián)的L2 Cache,能夠明顯降低功耗。 本文采用體系結(jié)構(gòu)建模仿真工具Simplescalar和Wattch搭建仿真平臺(tái),并在其中嵌入本文所提出的兩種動(dòng)態(tài)可重構(gòu)Cache模型,然后在ARM指令集上,對(duì)Mibench的benchmark標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試程序進(jìn)行仿真。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,相對(duì)Tourname Caching,不定路數(shù)變化的競(jìng)爭(zhēng)Cache能夠進(jìn)一步降低20%的功耗,而延遲只增加了0.6%;相對(duì)傳統(tǒng)組相聯(lián)的L2 Cache,快速自適應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)Cache能夠平均降低將近50%的功耗,而延遲只增加了0.57%。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類(lèi)號(hào)】：TP332

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2656480