集成電路技術(shù)的進(jìn)步使得多個(gè)處理器核能夠集成到單個(gè)芯片上,處理器核間的同步和通信成為提高多／眾核系統(tǒng)性能的關(guān)鍵因素。共享存儲(chǔ)模型是片上多處理器研究和應(yīng)用中的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題,涉及到片上高速緩存資源的利用和一致性協(xié)議的實(shí)現(xiàn)。處理器核數(shù)的持續(xù)增長(zhǎng)使得基于偵聽的一致性協(xié)議面臨性能和帶寬的瓶頸。基于目錄的一致性協(xié)議憑借其較好的可擴(kuò)展性被廣泛地采用,但面臨硬件成本問(wèn)題。目錄高速緩存總的存儲(chǔ)是目錄條目尺寸和目錄條目數(shù)量的乘積,其開銷隨著處理器核數(shù)的增加而迅速增長(zhǎng)。本文針對(duì)共享存儲(chǔ)片上多處理器系統(tǒng),通過(guò)挖掘和利用數(shù)據(jù)訪存模式,設(shè)計(jì)了表現(xiàn)力強(qiáng)、硬件開銷小、靈活高效的片上存儲(chǔ)子系統(tǒng)。表現(xiàn)力是指在目錄高速緩存中跟蹤和記錄了數(shù)據(jù)的訪存模式。本文主要解決了三個(gè)問(wèn)題：1)目錄條目尺寸的壓縮,2)目錄條目數(shù)量的壓縮,3)分布式高速緩存和目錄高速緩存的協(xié)調(diào)利用。首先,本文提出了一種混合結(jié)構(gòu)的目錄來(lái)減少目錄條目的平均尺寸。傳統(tǒng)目錄緩存為每個(gè)條目分配了一個(gè)全向量來(lái)跟蹤可能的共享者,其尺寸隨著處理器核數(shù)成線性增長(zhǎng)。本文從一個(gè)全新的、整體的角度來(lái)挖掘目錄高速緩存的規(guī)律,根據(jù)其跟蹤數(shù)據(jù)在訪存模式上的差異性,提出了采用不同類型的條目... 

【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：126 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖3.1分布式共享目錄緩存系統(tǒng)

圖3.18多粒度目錄和一致性免除技術(shù)的對(duì)比如圖3.18所示，區(qū)域一致性免除技術(shù)的IPC在64-set (降低1.3%)之后隨條目數(shù)量的減少呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；私有/共享多粒度目錄的趨勢(shì)和區(qū)域一致性免除技術(shù)比較接近；而自適應(yīng)多粒度目錄一直到12-set (降低1.5%)之后才出現(xiàn)下降趨勢(shì)�？偟膩�(lái)看，在約1/10的基準(zhǔn)目錄下，區(qū)域一致性免除技術(shù)和私有/共享多粒度目錄的丨PC相比基準(zhǔn)塊管理目錄分別降低了 7.4%, 6.1%和4.7%,而自適應(yīng)多粒度目錄增加了 0.1%。相比固定的區(qū)域條目設(shè)定，自適應(yīng)機(jī)制提高了多粒度目錄的管理能力。而和區(qū)域一致性免除技術(shù)相比，自適應(yīng)多粒度目錄在同等資源下性能提高了 7.5%;在同樣的性能下，自適應(yīng)多粒度目錄的目錄資源比區(qū)域一致性免除技術(shù)要少5.3倍(64-set和12-set)。當(dāng)然兩種機(jī)制相結(jié)合(RCD+AMG)會(huì)獲得更好的效果。我們也進(jìn)行了 64路多處理器下的仿真，結(jié)果表明自適應(yīng)多粒度目錄仍然可以將目錄條目數(shù)量減少一個(gè)數(shù)量級(jí)

享者可以預(yù)測(cè)附近的其他共享者，或者通過(guò)地址輪轉(zhuǎn)來(lái)查找分霧保存者。所以宿主節(jié)點(diǎn)主要是為新加入共享者提供保存者的位置信息。圖4.1顯示了不同訪問(wèn)模式的數(shù)據(jù)/元數(shù)據(jù)委托策略。整個(gè)系統(tǒng)包含16個(gè)節(jié)點(diǎn)，分成4個(gè)分族，上部的圖例中給出了圖中英文縮寫的含義。私有 讀寫 只讀 �！� HMC:宿主元數(shù)據(jù)緩存，home metadata cachef B H:H_ K: Keepers: Sharer cMC:—致性元數(shù)據(jù)緩存，coherence metadata cacheCore DLl j CMC Core DLl CMC Core DLl CMC Core DLI CMCI I 11 I 1 11 I r I I I 11 I 1 I i 11 II LIC I iHMcl I LZC IHMCI I LLC | |HMC| I LIC I IHMCIiiimii OSRouter Router Router Router(0,0) c (0,1) ￠=============4 (0.2) g (0,3)* A-* ICore DLl | |CMC| Core DLl i |CMC| Core DLl | | CMC | Core | DLl | | CMC |■ c" ? {/" "vI LLC I IhmcI | LLC IHMCI | ux | IHMCI | LLC | IHMCI圖 ■ 汲I LsL I Lsl Iv. ., I Jy.Router Router | Router Router(1,0) ■；:.:,:.::.:::0 (1,1) riiifTII. III. {1, 2) ； {1,Core DLl CMC Core DLl CMC Core DLl CMC Core DLl CMC□國(guó)畫 11 II □國(guó)國(guó) 同陶I LLC I IhmcI | llc IhmcI | llc | |hmcI | llc | IhmcI網(wǎng)□ __I 網(wǎng) u __[' '"^1 I交I I!' " \ ■ "''^1 r娜，."i，Router Router Router [ | Router(2,0) ；J丨丨丨丨—.-丨■"丨 I. 丨,(2,1) ！丨丨丨釋■十(2,2) 』-■丨』___■$ ‘ ^(^^3)Core DLl CMC Core DLl CMC | Core DLI CMC Core DLl CMCr 11 II I 同_I LLC I IhmcI | uZ | |hivic| | llc | IhmcI [ llc | IhmcI

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[2]片上互連網(wǎng)絡(luò)跨層交互的應(yīng)用層優(yōu)化框架[D]. 王小航.浙江大學(xué) 2011

碩士論文
[1]面向多核系統(tǒng)的程序并行化方法[D]. 黃春明.浙江大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3513062