基于多核的虛擬機(jī)內(nèi)協(xié)作Cache相關(guān)問題研究.pdf

1、隨著集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，片上可用的晶體管資源越來越多。如何充分地利用這些多余的晶體管資源，來提高處理器的性能，是體系結(jié)構(gòu)界當(dāng)前面臨的基本問題。片上多核處理器的出現(xiàn)使得我們可以充分地利用日益增長(zhǎng)的片上晶體管資源來提升處理器的性能。但是伴隨著多核的出現(xiàn)，對(duì)有限的Cache，帶寬等資源的競(jìng)爭(zhēng)將進(jìn)一步加大系統(tǒng)訪存壓力。尋找一種有效的Cache管理策略將有利于系統(tǒng)性能的提升。同時(shí)伴隨著多核服務(wù)器應(yīng)用存在多核軟件的不足，影響多核系統(tǒng)的總體性能的

2、進(jìn)一步提升，并導(dǎo)致對(duì)多核硬件資源不能得到充分的利用。為此，提出虛擬化技術(shù)來提高硬件資源的利用率。
　　 由于虛擬化技術(shù)存在眾多優(yōu)點(diǎn)，使得虛擬化技術(shù)得到快速地發(fā)展，成為研究的熱點(diǎn)。本文首先對(duì)Cache相關(guān)知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單地介紹，并重點(diǎn)就當(dāng)前多核平臺(tái)下典型的二級(jí)Cache管理策略進(jìn)行研究。然后介紹虛擬化技術(shù)的相關(guān)概念，并重點(diǎn)就虛擬化的實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)行介紹。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一種虛擬機(jī)內(nèi)的協(xié)作Cache結(jié)構(gòu)，為此本文主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)要

3、研究虛擬機(jī)內(nèi)的協(xié)作Cache結(jié)構(gòu)技術(shù)，首先在本文的第一階段我們的主要任務(wù)是尋找一個(gè)支持虛擬機(jī)(集中在CPU和內(nèi)存虛擬化)的多核仿真環(huán)境。但是現(xiàn)有的支持虛擬化的仿真平臺(tái)幾乎全部都是全系統(tǒng)仿真平臺(tái)，從而導(dǎo)致實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，運(yùn)行速度慢。本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)并行的用戶級(jí)的仿真器PVMsim，該仿真器可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)虛擬化的仿真環(huán)境，方便用戶對(duì)虛擬化技術(shù)進(jìn)行研究。(2)重點(diǎn)研究多核平臺(tái)下協(xié)作Cache管理策略的設(shè)計(jì)方法。在此基礎(chǔ)上，首先設(shè)計(jì)虛擬機(jī)內(nèi)的協(xié)作Ca