低功耗高速缓存无效缓存路访问混合过滤机制研究

摘要：

　　近年来,功耗是处理器设计领域的关键问题之一.由于片上缓存占有了越来越多的CPU 芯片面积和功耗,本文提出了通过过滤不必要的缓存路访问来降低缓存动态功耗的方法.方法包括采用无效访问过滤器(Invalid Filter)来消除对含无效数据块的缓存路的访问；采用指令数据访问过滤器(I/D Filter)来消除对与访问类型(指令或数据)不匹配的数据块所在的缓存路的访问；以及采用tag低位过滤器(Tag-2 Filter)来消除对tag 低位不匹配的数据块所在的缓存路的访问.本文提出将以上三种方法合并,称为Invalid+I/D+Tag-2 Filter,以期取得更好的效果.实验表明,与Invalid+I/D Filter 相比,Invalid+I/D+Tag-2 Filter 在64KB 4 路组相联缓存上可以取得19.6％-47.8％ (平均34.3％)的效果提升,在128KB 8 路组相联缓存上可以取得19.6％-55.2％ (平均39.2％)的效果提升；与Invalid+Tag-2 Filter 相比,Invalid+I/D+Tag-2 Filter 在64KB 4 路组相联缓存上可以取得16.1％-27.7％ (平均16.6％)的效果提升,在128KB 8 路组相联缓存上可以取得6.9％-44.4％(平均25.0％)的效果提升.

关键词： 处理器 组相联缓存 动态功耗 无效访问过滤器

作者: FAN Ling-Jun 范灵俊 XU Yuan-Chao 徐远超 SHI Wei-Song 施巍松 FAN Dong-Rui 范东睿 LOU Jie 娄杰

作者单位: State Key Laboratory of Computer Architecture,ICT,CAS,Beijing 100190,China;Graduate University of Ch 中国科学院计算技术研究所 计算机体系结构国家重点实验室,北京100190;中国科学院研究生院,北京100049 State Key Laboratory of Computer Architecture,ICT,CAS,Beijing 100190,China;College of Information En 中国科学院计算技术研究所 计算机体系结构国家重点实验室,北京100190;首都师范大学,信息工程学院,北京,100048 Department of Computer Science,Wayne State University,Detroit MI-48202,USA 韦恩州立大学 计算机科学技术系,美国 State Key Laboratory of Computer Architecture,ICT,CAS,Beijing 100190,China 中国科学院计算技术研究所 计算机体系结构国家重点实验室,北京100190 Intel Corporation ,Beijing,100190,China 英特尔公司,北京, 100190

会议类型: 国内会议

会议名称: 2012全国高性能计算学术年会

会议地点: 张家界

会议语种:中文

页码: 1-8

在线出版日期: 2012-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）