基于页着色的多核处理器共享Cache动态分区

• 作者: 刘轶 张栌丹 王锐 钱德沛
• 来源期刊: 计算机学报
• 学科: 工学
• 关键词: Cache分区 动态页着色 动态内存分配
• 年，卷（期）: 2014,（7）
• 所属期刊栏目: 计算机系统体系结构
• 页码范围: 1478-1486
• 页数: 9页
• 分类号: TP368
• 字数: 8146字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3724/SP.J.1016.2014.01478

摘要

随着多核/众核成为处理器结构发展的主流,并行任务间共享地使用Cache而导致的冲突越来越成为性能提升的瓶颈.利用页着色可以实现对Cache的分区管理,减少共享Cache导致的冲突.页着色的原理是利用内存与Cache之间的组相联映射关系,通过控制分配固定区域的内存而达到分配固定区域Cache的目的,这一方面限制了任务能够请求的物理内存范围,另一方面调整程序使用的Cache空间需要做大量的内存拷贝,带来了不可忽视的开销.为了克服页着色的缺点,文中通过动态内存分配的方式,只对动态分配的页进行着色,在不修改内核和程序源码的前提下实现了动态Cache分区.文中提出的动态内存分配策略(CachePM)会根据运行时环境为任务分配内存,避免不同任务间共享Cache的冲突和同一任务内出现Cache的访问热点,通过合理划分程序运行时动态分配的内存达到Cache分区的目的.当任务的运行环境改变时,CachePM自适应地改变已经分配的堆中数据在物理内存中的布局,以实现Cache分区的动态调节.为进一步降低动态页着色的开销,作者采用了减少和延迟内存拷贝的策略.实验表明,该方法能够有效实现动态Cache分区,从而提高并行运行的任务的性能;同时由于动态内存分配策略避免了同一任务内出现Cache访问热点,单独运行的任务的性能也较在libc下运行有所提升.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王锐	北京航空航天大学计算机学院中德联合软件技术研究所	16	93	5.0	9.0
5	刘轶	北京航空航天大学计算机学院中德联合软件技术研究所	38	269	8.0	15.0
9	张栌丹	北京航空航天大学计算机学院中德联合软件技术研究所	1	5	1.0	1.0