减少命中时间.PPT

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1、18减少命中时间 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望281.虚拟Cache 访问访问CacheCache的索引以及的索引以及CacheCache中的标识都中的标识都 是虚拟地址是虚拟地址(一部分一部分)。2.并非都采用虚拟Cache(为什么?)3.虚拟Cache的清空问题5.5.2 虚拟Cache解决方法：解决方法：在地址标识中增加在地址标识中增加PIDPID字段字段 (进程标识符进程标识符)三种情况下失效率的比较三种情况下失效率的比较 单进程，单进程

2、，PIDsPIDs，清空，清空 PIDsPIDs与单进程相比：与单进程相比：0.30.30.60.6 PIDsPIDs与清空相比与清空相比：0.60.64.3%4.3%5.5 减少命中时间484.同义和别名 解决方法：解决方法：反别名法反别名法,页着色页着色5.虚拟索引物理标识 优点：优点：兼得虚拟兼得虚拟CacheCache和物理和物理CacheCache的好处的好处 局限性：局限性：CacheCache容量受到限制容量受到限制 (页内位移页内位移)CacheCache容量容量页大小页大小相联度相联度6 6.举例：IBM3033的Cache 页大小页大小4KB 4KB 相联度相联度16165

3、.5 减少命中时间585.5.3 写操作流水化 (图图 5.22)5.22)CacheCache容量容量164KB164KB64KB64KB7.另一种方法：硬件散列变换 页地址地址标识页内位移索 引块内位移3112 1105.5.4 Cache优化技术总结 (表表 5-9)5-9)5.5 减少命中时间优化技术优化技术失效率失效率失效失效开销开销命中命中时间时间硬件复硬件复杂度杂度评价评价增加块大小增加块大小+-0实实现现容容易易；RS/6000 550采用了采用了128字节字节提高相联度提高相联度+-1MIPSR10000为为4路组相联路组相联VictimCache+2HP7200中中采采用用

4、了了类类似似的的技术技术伪相联伪相联Cache+2已已应应用用于于MIPSR10000的的第二级第二级Cache硬件预取指令硬件预取指令和数据和数据+2数数据据预预取取比比较较困困难难；仅仅被被几几 台台 机机 器器 采采 用用，如如：Alpha21064编译器控制的预取编译器控制的预取+3需需采采用用非非阻阻塞塞cache；有有几种机器支持它几种机器支持它用用编编译译技技术术减减少少Cache失效次数失效次数+0向向软软件件提提出出了了新新要要求求；有有些机器提供了编译器选项些机器提供了编译器选项使使读读失失效效优优先先级级高于写高于写+1在在单单处处理理机机上上实实现现容容易易，被广泛使用

5、被广泛使用子块调入子块调入+1主要用于减少标识的数目主要用于减少标识的数目尽尽早早重重启启动动和和关关键字优先键字优先+2已已应应用用于于MIPS R10000和和IBM620非阻塞非阻塞Cache+3已已应应用用于于Alpha21064和和R10000中中第二级第二级Cache+2硬硬件件代代价价大大；两两级级Cache的的块块大大小小不不同同时时实实现现困困难；被广泛采用难；被广泛采用容容量量小小且且结结构构简简单的单的Cache-+0实现容易，被广泛使用实现容易，被广泛使用避避免免在在对对Cache进进行行索索引引时时进进行行地址转换地址转换+2对对于于小小容容量量Cache来来说说实实现现容容易易，已已应应用用于于Alpha21064流水化写流水化写+1已应用于已应用于Alpha21064