多核架構(gòu)下LLC很少重用塊的研究.pdf

1、多核Cache中共享最后一級Cache(LLC)已經(jīng)是一個研究熱點。多核體系結(jié)構(gòu)中LLC通常為共享L2 Cache,當(dāng)被訪問的數(shù)據(jù)塊不在L2 Cache中時,將會發(fā)生L2缺失,CPU需要花費上百個周期訪問主存,其代價是無法忍受的。在LLC替換算法(replacement algorithm)中,LRU替換策略被廣泛地應(yīng)用于芯片多處理器中。
　　 基于以前的研究,LRU替換策略仍然存在著一些不足,特別是在當(dāng)應(yīng)用程序的工作量大于L2

2、 Cache大小時,LRU替換策略可能表現(xiàn)出相當(dāng)差的性能,這是因為在L2 Cache中存在著大量的從來沒有被訪問或者訪問次數(shù)很少的塊。如果保留經(jīng)常訪問的塊在L2Cache中,那么L2 Cache的性能將會大大提高。
　　 本文中提出一種新的稱之為共享很少重用過濾器架構(gòu),多核情況下,該共享很少重用過濾器可以過濾出未被訪問或者訪問次數(shù)很少的塊,將經(jīng)常訪問的塊保留在L2 Cache中,可以保證Cache空間被有效的利用,同時命中率也會

3、提高。共享很少重用過濾器主要由3部分組成:過濾緩沖器,陰影標(biāo)簽和頻率預(yù)測器。過濾緩沖器主要作用是用來過濾很少重用塊以及修改頻率預(yù)測器錯誤的預(yù)測。為了給Cache塊一次命中機會,把這個Cache塊放入到過濾緩沖器中,當(dāng)它下次被訪問時就變成了經(jīng)常訪問的塊并把它插入到L2 Cache。陰影標(biāo)簽主要作用是當(dāng)過濾緩沖器替換出一個塊時,這個塊的標(biāo)簽和重用信息被記錄到陰影標(biāo)簽中。頻率預(yù)測器是用來記錄L2 Cache中沒有出現(xiàn)的塊的最近重用頻率。當(dāng)Ca