片上多核處理器Cache訪問(wèn)均衡性研究
關(guān)鍵詞：片上多核處理器 非一致緩存體系結(jié)構(gòu) 片上網(wǎng)絡(luò) 均衡性 緩存訪問(wèn)
摘要：隨著片上多核處理器(CMP)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和處理核數(shù)的增多,系統(tǒng)對(duì)于片上緩存(Cache)在容量和速度方面有了更高的需求.為了能夠有效利用Cache資源,非一致Cache體系結(jié)構(gòu)(NUCA)被提出用于支持高容量低延遲的Cache組織結(jié)構(gòu).另一方面,片上網(wǎng)絡(luò)(NoC)由于具備良好的可擴(kuò)展性,在片上多核處理器的互連方式上具有顯著優(yōu)勢(shì).因此,基于片上網(wǎng)絡(luò)的非一致Cache體系結(jié)構(gòu)逐漸成為未來(lái)組織大容量Cache的主流系統(tǒng)架構(gòu).在這樣的系統(tǒng)架構(gòu)中,最后一級(jí)緩存(LLC)通常在物理上分布于每個(gè)處理節(jié)點(diǎn),這些Cache存儲(chǔ)體(Bank)在邏輯上共同構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的共享Cache.當(dāng)處理核發(fā)出Cache訪問(wèn)請(qǐng)求時(shí),其訪問(wèn)時(shí)間與請(qǐng)求處理核節(jié)點(diǎn)與訪問(wèn)數(shù)據(jù)所在的Bank節(jié)點(diǎn)的距離有關(guān).當(dāng)距離較近時(shí),訪問(wèn)時(shí)間較短;當(dāng)訪問(wèn)距離較遠(yuǎn)的Bank時(shí),訪問(wèn)時(shí)間較長(zhǎng).因此,當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模逐漸增大時(shí),這種訪問(wèn)延遲與網(wǎng)絡(luò)距離相關(guān)的特性會(huì)使得不同節(jié)點(diǎn)之間的通信距離和通信延遲的差異性逐漸增大.另外,片上網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的增大也會(huì)使得Cache訪問(wèn)延遲逐漸由網(wǎng)絡(luò)延遲主導(dǎo).這種延遲差異性會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)報(bào)文延遲不均衡問(wèn)題,導(dǎo)致Cache訪問(wèn)延遲的非一致性進(jìn)一步增大,因而出現(xiàn)更多的大延遲Cache訪問(wèn)并成為制約系統(tǒng)性能的瓶頸.因此,研究片上多核處理器的Cache訪問(wèn)均衡性對(duì)于提升網(wǎng)絡(luò)性能和系統(tǒng)性能具有積極意義.該文分析了造成Cache訪問(wèn)延遲不均衡的原因,并針對(duì)延遲的兩個(gè)來(lái)源:無(wú)沖突延遲和競(jìng)爭(zhēng)延遲,分別提出了非一致存儲(chǔ)映射和非一致鏈路分布的設(shè)計(jì)方法.通過(guò)非一致存儲(chǔ)映射,我們根據(jù)Cache存儲(chǔ)體在網(wǎng)絡(luò)中的物理位置調(diào)節(jié)其相應(yīng)的Cache塊映射比例,從而均衡Cache請(qǐng)求平均訪問(wèn)距離;通過(guò)合理設(shè)計(jì)非一致的鏈路分布,我們依據(jù)各條鏈路上的流量負(fù)載為其分配合適的通道數(shù)量,從而緩解流量壓力較大的鏈路上的報(bào)文競(jìng)爭(zhēng).全系統(tǒng)模擬器上的實(shí)驗(yàn)?
計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)雜志要求:
1．來(lái)稿要求論點(diǎn)明確,數(shù)據(jù),條理清晰,文字精練,字跡清楚.
2．為了使審理過(guò)程順利進(jìn)行，在投稿的同時(shí)，作者需附一份關(guān)于文章所述工作的背景。將研究背景同文章放在同一個(gè)文件中，另起一頁(yè)。并且需向編輯部聲明：稿件內(nèi)容屬于作者的科研成果；署名無(wú)爭(zhēng)議；引用他人成果已注明出處；未公開(kāi)發(fā)表過(guò).
3.稿件首頁(yè)包括下列內(nèi)容：題目、真實(shí)姓名、詳細(xì)工作單位、城市及郵政編碼、200字的中文摘要和3-5條關(guān)鍵詞.文末附上稿件的英文文摘,包括英文題目、漢語(yǔ)拼音的姓名、工作單位的英文譯名、200個(gè)單詞以上的英文摘要和3-5條與中文關(guān)鍵詞對(duì)應(yīng)的英文關(guān)鍵詞.請(qǐng)將作者的Email、聯(lián)系地址、電話放在文章的首頁(yè)下方。
4.來(lái)稿必須做到清稿定稿.稿件中的外文字母必須分清大、小寫(xiě),正、斜體;上、下角的字母、數(shù)碼和符號(hào),其位置高低應(yīng)區(qū)別明顯;符號(hào)及時(shí)次出現(xiàn)時(shí)需要進(jìn)行說(shuō)明。
5.文中的計(jì)量單位一律使用《中華人民共和國(guó)法定計(jì)量單位》.文中圖表只附必要的,插圖要精繪,圖中文字書(shū)寫(xiě)清楚.插圖和照片不得用復(fù)印件,必須是清繪圖和原照片.圖、表應(yīng)貼在正文中的相應(yīng)位置上.圖、表和公式分別用阿拉伯?dāng)?shù)字全文統(tǒng)一編號(hào).
注：因版權(quán)方要求，不能公開(kāi)全文，如需全文，請(qǐng)咨詢(xún)雜志社
