针对组相联缓存的无效缓存路访问混合过滤机制研究

• 作者: 娄杰 徐远超 施巍松 范东睿 范灵俊
• 来源期刊: 计算机学报
• 学科: 工学
• 关键词: 组相联缓存 动态功耗 无效访问过滤器 访问类型过滤器 tag低位过滤器
• 年，卷（期）: 2013,（4）
• 所属期刊栏目: 计算机体系结构
• 页码范围: 799-808
• 页数: 10页
• 分类号: TP302
• 字数: 6515字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1016.2013.00799

摘要

近年来,功耗成为处理器设计领域的关键问题之一.传统应对功耗的方法如DVFS(Dynamic Voltage Frequency Scaling)目前遭遇了收益递减律.随着多核/众核处理器的普及化,片上缓存占有了越来越多的CPU芯片面积和功耗.针对降低功耗的问题,文中提出了通过过滤不必要的缓存路访问来降低缓存动态功耗的方法.该方法包括采用无效访问过滤器(Invalid Filter)来消除对含无效数据块的缓存路的访问；采用指令数据访问过滤器(I/D Filter)来消除对与访问类型(指令或数据)不匹配的数据块所在的缓存路的访问；以及采用tag低位过滤器(Tag-2 Filter)来消除对tag低位不匹配的数据块所在的缓存路的访问.文中提出将以上3种方法合并,称为Invalid+I/D+Tag-2 Filter,以期取得更好的效果.通过分析和实验验证了3种方法的有效性和互补性.同时,实验也表明,与Invalid+ I/D Filter相比,Invalid+ I/D+ Tag-2 Filter在64 KB 4路组相联缓存上可以取得19.6％～47.8％(平均34.3％)的效果提升,在128 KB 8路组相联缓存上可以取得19.6％～55.2％(平均39.2％)的效果提升；与Invalid+ Tag-2 Filter相比,Invalid+ I/D+ Tag-2 Filter在64KB 4路组相联缓存上可以取得16.1％～27.7％(平均16.6％)的效果提升,在128KB 8路组相联缓存上可以取得6.9％～44.4％(平均25.0％)的效果提升.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	范东睿	中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室	35	225	9.0	13.0
2	徐远超	中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室	22	113	7.0	9.0
4	范灵俊	中国科学院计算技术研究所计算机体系结构国家重点实验室	11	59	4.0	7.0
10	娄杰		1	3	1.0	1.0