减少命中时间教学ppt课件

1、185.5 减少命中时间2. 应使Cache足够小，以便可以与CPU一同放 在同一块芯片上。 命中时间直接影响四处置器的时钟频率。在命中时间直接影响四处置器的时钟频率。在当今的许多计算机中，往往是当今的许多计算机中，往往是CacheCache的访问时间的访问时间限制了处置器的时钟频率。限制了处置器的时钟频率。1. 硬件越简单，速度就越快；5.5.1 容量小、构造简单的Cache第五章 存储层次281. 虚拟Cache 访问Cache的索引以及Cache中的标识都 是虚拟地址(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处理方法：在

2、地址标识中添加处理方法：在地址标识中添加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，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 处理方法：反别名法,页着色5. 虚拟索引物理标识 优点：兼得虚拟Cache和物理Cache的益处 局限性：Cache容量遭到限制 (页内位移) Cache容量页大小相联度6. 举例：IBM3033的Cache 页大小4KB 相联度1

3、65.5 减少命中时间585.5.3 写操作流水化 (图 5.22) Cache Cache容量容量16164KB4KB64KB64KB7. 7. 另一种方法：硬件散列变换另一种方法：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 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添加块大小添加块大小+-0实现容易；实现容易；RS/6000550采采用了用了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+2HP7

4、200中采用了类似的技中采用了类似的技术术伪相联伪相联Cache+2已运用于已运用于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数据预取比较困难；仅被数据预取比较困难；仅被几 台 机 器 采 用 ， 如 ：几 台 机 器 采 用 ， 如 ：Alpha21064编译器控制的预取编译器控制的预取+3需采用非阻塞需采用非阻塞cache；有几；有几种机器支持它种机器支持它用编译技术减少用编译技术减少Cache失效次数失效次数+0向软件提出了新要求；有向软件提出了新要求；有些机器提供了编译器选项些机器提供了编译器选项使读失效优先级使读失效优先级高于写高于写+1在

5、单处置机上实现容易，在单处置机上实现容易，被广泛运用被广泛运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早重启动和关尽早重启动和关键字优先键字优先+2已运用于已运用于MIPSR10000和和IBM620非阻塞非阻塞Cache+3已运用于已运用于Alpha21064和和R10000中中第二级第二级Cache+2硬件代价大；两级硬件代价大；两级Cache的块大小不同时实现困的块大小不同时实现困难；被广泛采用难；被广泛采用容量小且构造简容量小且构造简单的单的Cache-+0实现容易，被广泛运用实现容易，被广泛运用防止在对防止在对Cache进展索引时进展进展索引时进展地址转换地址