CMP共享Cache訪問與Qos策略的研究與模擬.pdf

1、隨著芯片集成制造工藝的日益發(fā)展，在同一芯片上集成了多個(gè)處理器的CMP架構(gòu)已成為桌面應(yīng)用和高端計(jì)算的主流平臺(tái)。通過集成多個(gè)處理器，CMP架構(gòu)提供了更多的計(jì)算資源，同一時(shí)刻可以有多個(gè)程序并發(fā)執(zhí)行，提高總體性能，但多個(gè)程序間可能會(huì)出現(xiàn)資源競(jìng)爭(zhēng)，共享資源成為性能的瓶頸。 Cache性能歷來是影響處理器性能的最重要因素之一，CMP架構(gòu)通常在各處理器間共享最后一級(jí)Cache，以提供高帶寬的數(shù)據(jù)共享與通訊能力。但這也造成了各處理器上并發(fā)執(zhí)行

2、的程序競(jìng)爭(zhēng)最后一級(jí)共享Cache，顯著地影響性能。 本文針對(duì)多進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)共享Cache的現(xiàn)狀，以Wisconsin GEMS模擬器為基礎(chǔ)，引入進(jìn)程信息，擴(kuò)展了其中的存儲(chǔ)系統(tǒng)模擬模塊ruby，研究進(jìn)程對(duì)共享L2 Cache的使用情況，并提出QoS策略管理共享L2 Cache的競(jìng)爭(zhēng)，最后，對(duì)其進(jìn)行了測(cè)試與分析。本文的主要工作和特色如下： ·根據(jù)x86體系結(jié)構(gòu)和linux操作系統(tǒng)的特點(diǎn)，使用GEMS API，成功實(shí)現(xiàn)了從全系統(tǒng)模

3、擬器GEMS上運(yùn)行的操作系統(tǒng)中，讀取當(dāng)前訪存進(jìn)程的進(jìn)程信息。 ·在全系統(tǒng)模擬器GMES中，完整記錄了操作系統(tǒng)中運(yùn)行的各進(jìn)程對(duì)共享L2 Cache的使用情況。通過讀取訪存進(jìn)程信息，標(biāo)記訪存事件與訪問的Cache Entry，每個(gè)Cache Entry都保存了使用者的進(jìn)程信息。并且可以提供指定進(jìn)程的L2 Cache失效率，L2 Cache使用率和沖突率。 ·提出了2種Qos策略。根據(jù)并發(fā)多進(jìn)程對(duì)L2 Cache的使用情況，修