【摘 要】
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共享缓存结构加速了核与核之间的通讯速度,在多核处理器中有着重要作用。然而,多个核竞争使用共享缓存,互相污染对方的缓存数据,降低了系统的整体性能。为了解决这个问题,研究者提
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共享缓存结构加速了核与核之间的通讯速度,在多核处理器中有着重要作用。然而,多个核竞争使用共享缓存,互相污染对方的缓存数据,降低了系统的整体性能。为了解决这个问题,研究者提出了基于缓存缺失率曲线划分缓存的方法划分共享缓存,从而消除共享缓存竞争。但是,运行时生成缺失率曲线需要特殊的硬件支持,而用纯软件的方法在运行时生成缺失率曲线开销较高。针对上述问题,提出了一种纯软件、低开销和高准确度的缓存缺失率曲线生成方法,基于生成的缺失率曲线划分缓存。该方法根据程序访问共享缓存的行为分形特点,基于分形模型在运行时预测程序的缓存缺失率曲线,降低了曲线生成的开销;利用现代处理器上普遍存在的硬件计数器单元记录程序的运行时信息,极大地减少了记录运行时信息的开销,并且不需要修改应用程序,也不需添加额外的硬件;利用运行时信息计算预测模型的参数,将参数代入分形预测模型计算程序的缓存缺失率曲线,该模型简单,计算量小;基于生成的缺失率曲线有效地指导操作系统制定缓存划分策略,在操作系统层实现了共享缓存划分,提升了系统的整体性能。为了验证该预测模型的准确度与该预测方法的开销,选用了SPEC CPU2006基准测试集中的26个程序进行了测试。预测的缺失率曲线与真实的缺失率曲线之间的平均误差为3.13%。使用该预测方法生成缺失率曲线所需的时间为420ms。基于生成的缺失率曲线划分共享缓存后,系统的平均IPC最高提升了20%。
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