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同时多线程处理器上的Cache性能分析与优化
  • ISSN号:1000-1220
  • 期刊名称:《小型微型计算机系统》
  • 时间:0
  • 分类:TP303[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]中国科学技术大学计算机科学与技术系,安徽合肥230026, [2]中国科学技术大学苏州研究院,江苏苏州215123
  • 相关基金:基金项目:国家自然科学基金重点项目“当代并行机的并行算法应用基础研究一(60533020)资助;国家.八六三”项目“红色神经元超高扩展高密度计算技术”(2005AA104031)资助.
中文摘要:

同时多线程(SMT)是一种延迟容忍的体系结构,它在每个周期内可以执行多个线程的多条指令.在SMT处理器上,对于片上共享存储这个复杂的结构资源,至今还没有很好的共享和冲突解决方案.本文着重研究了在多个并发执行的线程间划分共享Cache所存在的问题,指出基于LRU策略的传统Cache会根据需要隐式地划分共享Cache,这在某些情况下会导致全局性能的下降.针对这一问题并且考虑到SMT处理器上对Cache访问带宽的需求,本文提出采用一种多模块多体的Cache结构设计方案.并且在一个修改过的SMT模拟器上对该设计方案进行了性能评价.实验结果显示,相比于基于LRU策略的传统Cache,这一结构可以将一个4路SMT处理器的IPC提高9%.

英文摘要:

Simultaneous multithreading(SMT)is a latency-tolerant architecture that executes multiple instructions from multiple threads each cycle. In the SMT processor, for on-chip shared storage which is a complicated architecture resource,there aren't good solutions of share and conflict up to now. This paper investigates the problem of partitioning a shared cache between multiple concurrently executing threads, and shows that the commonly used LRU policy implicitly partitions a shared cache on a demand basis, and it will reduce the overall performance sometimes. According to the foregoing problem and taking into account the high-bandwidth Cache access in SMT processor, this paper puts forward adopting a multi-module and multi-banking Cache architecture. The design has been evaluated using a modified SMT simulator. The results show that this architecture improves IPC of a four-way SMT system by up to 9% over the traditional cache based on standard LRU replacement policy.

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期刊信息
  • 《小型微型计算机系统》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院沈阳计算技术研究所
  • 主编:林浒
  • 地址:沈阳市浑南新区南屏东路16号
  • 邮编:110168
  • 邮箱:xwjxt@sict.ac.cn
  • 电话:024-24696120 024-24696190-8870
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-1220
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1106/TP
  • 邮发代号:8-108
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,中国科学引文数据库来源期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:23212