片上多核共享緩存管理策略研究.pdf

1、片上多核處理器(Chip Multi-Processor，CMP)已經(jīng)成為高性能微處理器的發(fā)展潮流。高速緩存作為處理器與主存之間的重要橋梁，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能優(yōu)化中發(fā)揮著重要作用。一種能夠有效管理CMP共享高速緩存的策略對(duì)于當(dāng)今高性能微處理器而言，有著重要的意義。
　　 目前學(xué)術(shù)界對(duì)CMP的緩存優(yōu)化主要是面向多道程序的，對(duì)于多線程應(yīng)用程序，已有的Cache優(yōu)化技術(shù)如何提高性能，依然是開放的問題。本文圍繞多線程應(yīng)用程序的負(fù)載均衡，

2、混合多線程應(yīng)用程序的服務(wù)質(zhì)量(QoS)等問題，針對(duì)CMP系統(tǒng)上運(yùn)行單個(gè)或混合多線程應(yīng)用程序時(shí)，共享高速緩存優(yōu)化策略進(jìn)行了研究，本文的主要研究內(nèi)容與貢獻(xiàn)包括:
　　 1.針對(duì)在fork-join模式下運(yùn)行的并行應(yīng)用程序，各線程之間存在的負(fù)載不均衡現(xiàn)象。本文設(shè)計(jì)了一種關(guān)鍵線程指導(dǎo)的細(xì)粒度緩存管理策略，通過在源程序中插入檢查點(diǎn)，由各處理器統(tǒng)計(jì)并行循環(huán)區(qū)域的迭代次數(shù)，準(zhǔn)確地找到并行程序的關(guān)鍵線程;通過給關(guān)鍵線程分配更多的緩存空間，平衡并

3、行程序各線程之間的負(fù)載和加速關(guān)鍵線程的執(zhí)行，從而提升并行程序的整體性能。實(shí)驗(yàn)表明關(guān)鍵線程指導(dǎo)的細(xì)粒度CMP共享緩存管理策略能對(duì)于計(jì)算機(jī)視覺、數(shù)據(jù)挖掘等并行程序的加速比分別達(dá)到1-6％。
　　 2.提出關(guān)鍵線程感知的共享緩存管理策略(CASCM)，針對(duì)當(dāng)前系統(tǒng)不能基于進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行有效的進(jìn)行緩存空間的分配的問題，不僅考慮了進(jìn)程之間的優(yōu)先級(jí)，還考慮了并行程序的線程之間的優(yōu)先級(jí)，基于進(jìn)程和線程的不同優(yōu)先級(jí)來分配緩存空間，在保證高優(yōu)先