文档介绍：万方数据
夯谖抻每橄偷椭赜每楣说共享芾聿呗隋秀峰”矗’吴俊敏”矗’陈国良唐轶轩”计算机学报篠第卷第当代砥魍ǔ２捎没贚替换策略或其近似算法的共享最后一级杓疲欢孀来解决这一问题，但是它们多数仅针对单一的内存访问类型．且对梦实钠德市畔⒐刈⒔仙伲蚨阅芴嵘序中数据的临近性和使用频率信息．根据蠧块在其生命期内使用频率较低这一实验结果。呗阅芄梢越ň中阅芷骄嵘％，同时与和啾龋梢苑直鸫锏．倍和兜募铀俦龋多核蚕砀咚倩捍妫徊迦氩呗裕惶婊凰惴ǎ换诩剖乃惴狥’·疻狹盋．年”泄蒲Ъ际醮笱Ъ扑慊蒲в爰际跹г合肥中国科学院计算技术研究所北京”泄蒲Ъ际醮笱罩菅芯吭航账罩摘要萘亢团锪6鹊脑龀ぃ琇和理论最优替换算法之间的性能差距日趋增大．为此已提出多种芾聿呗具有很大的局限性．文中提出一种统一的芾聿呗訣，不仅可以覆盖多种访存行为，而且能够同时考虑程ü诩剖乃惴ㄔげ獬鑫抻每椴⒔渚≡缣婊籌ü迦牒吞嵘呗怨说椭赜檬荩佣×保留那些潜在的活动数据并且使得一部分工作集免受低使用频率数据的干扰．在稢系氖笛榻峁允荆关键词中图法分类号牛疭甁．．．狶¨—，琒—．琣，甐琤，．瑆珽猙收穑日期最终修改稿收到日期。究翁獾玫洁罴摇鞍肆备呒际跹芯糠⒄辜苹钅炕笱Ш献髁:涎芯肯钅泄蒲Ъ际醮笱а芯可葱禄、国家自然科学基金重点项目资助．一秀峰．男．年生．博十研究乍．主要研究方向为多线程多核处理器体系结构、并行计算机体系结构．．甧．．具俊敏．男．年生．博十．副教授．丰要研究方向为并计算机体系结构、分布式系统．陈圈良．男．年生．教授．博十牛导师．主要研究领域为并行计算、并计算机体系结构和并行算法．庸轶轩．男．年生．博士研究生饕Q芯糠较蛭6嗪舜器体系结构．．”。瓾甎
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新剩琇应该采用最优替换策略荨В引言背景随着处理器和存储器之间速度差距的日益增大，存储系统设计业已成为影响计算机系统性能的关键要素之一．当前，多核处理器普遍通过大容量、高相联度的最后一级片上—诒疚闹惺嵌禖刺峁┒宰罱梦使的数据的快速访问．从理论上讲，为了达到最高的但是由于惴ㄒR览涤谑莸奈蠢词褂眯息，在硬件实现上过于复杂，因此长期以来商用处理器中所广泛采用的是婊徊呗曰蚱浣算法．然而。近年来大量研究成果表明，在高相联度蠰和涞男阅懿罹嗾谌找嬖大，突出表现为呗远阅诖媸芟抻τ玫男阅较差，其原因在于以下几个方面：策略在缺失时将数据直接插入嵘到恢茫这样数据在完成最后一次访问而成为无用数据后，往往需要跨越大部分范钪粘晌:蜓√婊块；策略在选择替换块时仅仅考虑了梦实牧俳畔⒍雎粤耸莸姆梦势德剩涸刂写嬖谧攀莸难贩梦誓Ｊ剑艨捎占洳荒芡耆菽筛涸毓ぷ骷琇策略可能导致抖目前。围绕如何缩小蚈之间的性能差距已经开展了大量的研究工作。，而解决此问题的方法之一就是将一部分工作集尽可能长时间地保留在校沟弥辽僬獠糠质菘梢曰竦媒细的命中率．基于这一思想，本文提出一种基于无用块消除和低重用块过滤的共享芾聿呗訣，与先前工作的最大区别就在于。诠芾鞮时考虑了数据的使用频率，并通过对迦搿⑻嵘和失效选择策略的优化达到缩减工作集的目的．具体地，在二级椭鞔嬷湓黾邮褂闷德试げ器硬件，可以根据缺失块的访问历史预测出其使用频率，针对预测结果，芄有效地标识出低使用频率数据块，在缺失时依概率将其插入到位置，而命中时仅向前提升一个优先级位置；早识别出无用数据块并优先将其替换出二级庋庇凶愎皇康氖菘楸还撕拖后，一部分由高使用频率数据所组成的工作集就可以保留在写佣竦酶叻梦拭新剩啦饨果显示，与传统的呗韵啾龋珽可以将全局性能平均提升．ィ庇隤相比，可以分别达到逗．倍由于二级Щ嵩斐纱砥魍６偈俑周期，因此本文的研究主要集中在怎样通过有效地管理二级醇跎倨淙笔A思蚧笪牡讨论．本节将重点介绍多核负载特性、迦耄提升管理等背景知识及本文的部分相关工作．由于部分数据访问会在一级蟹⑸中，因此二级杉姆梦柿骶撕蠡崴鹗一定的时间局部性，这在很大程度上降低了二级惺菘榈氖褂闷德剩给出了个单线序集亩禖块使用分布情况，其中每个应用都使用淙爰２⒎直鹬葱芯哂写硇缘膌条指令．二级呐渲梦基于婊徊呗裕赜诜抡婊肪车南晗该枋霾计算．—蚑的加速比．负载特性程应用鲎許和基准测试程、路组相联、见第冢机学报链．瑃甇，；籭；；
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对于图械拿扛鲇τ茫荻禖块的使用次数将全部榉殖类，类别，包含使用次数至少为⒅炼辔獃的所有数据块，在此将使用次数只有一次的榱形5ザ赖囊焕啵从该图中可以看出，绝大多数应用的大部分块的使用次数都介于之间，如在產、甮和甀中，几乎所有的数据块都属于这一区间；另外，还有一些应用中存在着较大比例的单一使用椋ǔＵ庋腃块被称为恢赜每在被插入和替换之间没有被藿新引用例如在和瓽校琽一重用所占的比例几乎可以达到％．恢赜每榈牟般是基于如下两方面的原因：首先，某些椴不具有时间局部性，在进入蟾静换岜辉次访问，将这样的数据块插人到惺遣换嵊任何收益的；其次，某些榈闹