SIMD非對齊訪存結構的設計與實現(xiàn).pdf

1、多媒體和高性能應用程序在通用處理器和嵌入式處理器中成為重要的工作負載，如何快速高效的完成這些工作負載成為當下研究的主要問題。SIMD是開發(fā)數(shù)據(jù)級并行的有效方法，但是訪問地址非對齊的數(shù)據(jù)需要有效的非對齊訪存結構的支持，否則會嚴重影響程序的向量化，造成處理器性能下降。然而，在大多數(shù)SIMD體系結構的處理器的訪存結構中都有一定的限制。這些體系結構要么不提供非對齊訪存的硬件支持，要么以很大的性能損失為代價來支持非對齊訪存。
　　為了降低非

2、對齊訪存延時，提高處理器的訪存性能，本文設計并實現(xiàn)了“分離緩沖行非對齊訪存結構”和“雙體 Cache非對齊訪存結構”。本文的主要工作和創(chuàng)新點如下：
　　1、SIMD非對齊訪存會嚴重影響程序性能，造成處理器性能下降?，F(xiàn)有解決方案分為兩類：軟件解決方案和硬件解決方案。針對已有解決方案中非對齊訪存延時較大的問題，設計并實現(xiàn)了“分離緩沖行非對齊訪存結構”和“雙體 Cache非對齊訪存結構”。
　　2、對測試集SPLASH-2的訪存特

3、性進行建模，并分別在“分離緩沖行非對齊訪存結構”和“雙體Cache非對齊訪存結構”上對SPLASH-2進行了測試。
　　SPLASH-2測試結果表明“分離緩沖行非對齊訪存結構”和“雙體Cache非對齊訪存結構”都可以提高訪存性能。雙體 Cache非對齊訪存結構相對于分離緩沖行非對齊訪存結構有一定的性能優(yōu)勢，但硬件復雜性也更高。SIMD非對齊訪存的延時對程序性能有較大影響，當非對齊訪存延時大于對齊訪存延時的兩倍時，部分應用程序會有性