基于程序階段行為的共享緩存動態(tài)劃分方法研究.pdf

1、在多核共享緩存結構下,當多個應用程序并行執(zhí)行時會競爭緩存,并且污染其它應用程序在緩存中的數(shù)據(jù),導致系統(tǒng)的整體性能下降。研究發(fā)現(xiàn),對共享緩存進行劃分,可以有效改善緩存競爭和污染所帶來的負面影響。靜態(tài)緩存劃分方法在應用程序執(zhí)行前就劃分好緩存,并且在程序執(zhí)行過程中保持不變,這種方法簡單但是缺乏靈活性,并且當應用程序的行為非常復雜時不一定能提升系統(tǒng)的性能;動態(tài)緩存劃分方法根據(jù)程序運行時信息動態(tài)調整緩存的劃分比例,但是難以確定緩存動態(tài)調整的最佳時

2、機以及緩存分配的比例。
　　針對上述問題,基于程序階段行為的共享緩存動態(tài)劃分方法根據(jù)程序的階段變化確定緩存劃分的時機,利用在線生成的缺失率曲線制定緩存分配的比例。通過對程序的階段行為進行分類,只需對每一種不同的階段行為計算一次缺失率曲線,由于程序的某些階段行為在程序的執(zhí)行過程中可能重復出現(xiàn),這樣做可以減少計算缺失率曲線的開銷。當程序的階段發(fā)生轉變時,根據(jù)程序的缺失率曲線制定緩存劃分策略,對程序的緩存進行重新分配,為緩存劃分時機提供

3、依據(jù),避免對緩存進行盲目的調整。利用現(xiàn)代商業(yè)處理器上集成的硬件計數(shù)器單元跟蹤程序的運行時特征信息,利用這些信息分析程序的階段行為和計算缺失率曲線。為了平衡階段行為分析的準確度和開銷,采取粗細粒度結合的階段行為分析方法,細粒度的對階段行為進行分類,粗粒度的判斷程序的階段是否轉變。
　　基于階段行為的共享緩存動態(tài)劃分系統(tǒng)不需要依賴額外的硬件或者動態(tài)插樁系統(tǒng)的支持。采用SPECCPU2006基準測試程序,分別測試了靜態(tài)緩存劃分系統(tǒng)和基于