【摘要】：存儲(chǔ)墻問題是指處理器計(jì)算速度與訪存速度不匹配的問題,滲透延遲容忍機(jī)制是近年來解決該問題的新思路。雖然目前的仿真實(shí)驗(yàn)已經(jīng)初步證明了該機(jī)制的有效性,但是在現(xiàn)有的研究中還存在以下問題:一方面對(duì)滲透數(shù)據(jù)與片上緩存之間的關(guān)系認(rèn)識(shí)不夠全面;另一方面缺少維護(hù)滲透數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)及時(shí)局部性的方法。這些問題導(dǎo)致滲透延遲容忍機(jī)制沒有發(fā)揮出最大的作用。針對(duì)該問題,本文分析了滲透數(shù)據(jù)與滲透緩存之間的關(guān)系,研究了滲透數(shù)據(jù)在緩存中的遷移規(guī)律,從而提出了鮮活度思想和鮮活度調(diào)度算法。該算法通過協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)在緩存層級(jí)間調(diào)配的過程,達(dá)到提升處理器訪存性能的目的。本文的主要工作內(nèi)容如下:(1)提出鮮活度思想。鮮活度指的是滲透數(shù)據(jù)在片上緩存中新鮮活躍的程度。鮮活度思想的意義是首次結(jié)合了數(shù)據(jù)的時(shí)間局部性和空間局部性,度量數(shù)據(jù)在片上緩存中存在的優(yōu)先級(jí)。鮮活度思想的目的是得到數(shù)據(jù)將要被訪問的優(yōu)先級(jí),為滲透數(shù)據(jù)在片上緩存中的分布提供依據(jù)。(2)提出鮮活度緩存單元模型。鮮活度緩存單元是在傳統(tǒng)緩存單元的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),添加了描述該數(shù)據(jù)塊的時(shí)間局部性字段、空間局部性字段和鮮活度字段,為后文中數(shù)據(jù)調(diào)配的理論研究和仿真實(shí)驗(yàn)提供硬件基礎(chǔ)。(3)提出鮮活度調(diào)度算法。鮮活度調(diào)度算法的主要思想是根據(jù)鮮活度判斷出數(shù)據(jù)的及時(shí)局部性并對(duì)滲透數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的調(diào)配,最終在片上緩存形成整體數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)及時(shí)局部性態(tài)勢(shì)。該態(tài)勢(shì)最大化的將有用數(shù)據(jù)留了在片上緩存,從而隱藏了處理器發(fā)出訪問請(qǐng)求后數(shù)據(jù)從主存到緩存的遷移時(shí)間。(4)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)調(diào)配算法仿真工具。本文在設(shè)計(jì)階段進(jìn)行了處理器、緩存、主存等模塊的仿真;實(shí)現(xiàn)了本文提出的鮮活度調(diào)度算法以及與之進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)的隨機(jī)調(diào)度算法、先進(jìn)先出調(diào)度算法和最近最久未使用調(diào)度算法。在實(shí)驗(yàn)階段對(duì)四個(gè)算法的命中率進(jìn)行比較,得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明鮮活度調(diào)度算法較傳統(tǒng)調(diào)度算法有更高的命中率,并且該算法的命中率提升是具有穩(wěn)定性的。
【圖文】：

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本文編號(hào)：2680836