可重構Cache體系結構和算法研究.pdf

1、在微處理器設計技術中，Cache體系結構設計對提高系統(tǒng)性能方面起著至關重要的作用。目前的研究顯示幾乎沒有一個Cache體系結構適合所有的應用。Cache體系結構的性能在很大程度上受到了應用程序的影響。 傳統(tǒng)Cache的參數是在綜合考慮基準程序、工藝技術和成本基礎上設計的，設計空間有極大的局限性，因此，對于某些程序這將會導致性能和功耗的非有效性?？芍貥婥ache具有許多可調整的配置，它可以隨程序特性的改變而動態(tài)調整配置，在性能和功

2、耗上取得很大優(yōu)勢。然而，如何動態(tài)調整可重構Cache對于設計者來說仍然是個難點。 本文深入研究提出了一種新的可重構Cache組織結構，其大小和組相聯度可以通過配置寄存器，在程序運行的時候加以配置，可以為每一個程序專門來配置性能優(yōu)化的結構，達到運行應用程序時高性能的目的。該可重構Cache結構，容量可以從2K到16K變化，組相聯度可以配置成直接映射、2路組相聯和4路組相聯。 本文還提出了一種有效的可重構算法來提高存儲器系統(tǒng)

3、的性能。這種可重構算法通過監(jiān)測可重構Cache的行為、性能，以達到動態(tài)重構配置的目的。因此，它可以使可重構Cache更加接近于優(yōu)化的硬件配置，并且優(yōu)化性能和功耗。 本文在ARM指令集上，對SPEC2000基準測試程序進行了仿真分析。 通過對數據結果進行分析和對比，為每一個基準測試程序找到了基于本文提出的可重構Cache結構的優(yōu)化的參數配置，來提高命中率和降低平均訪問時間。比起傳統(tǒng)的固定參數的Cache結構，可重構Cach