多核處理器共享級Cache訪存行為建模.pdf

1、隨著電子信息技術(shù)的迅速發(fā)展，多核處理器在嵌入式設(shè)備上得到了廣泛的應(yīng)用。在多核處理器層級的Cache結(jié)構(gòu)中，共享級Cache作為影響處理器性能的重要一環(huán)，越來越受到學(xué)術(shù)界與工業(yè)界的重視。了解應(yīng)用程序的共享級Cache行為表現(xiàn)，不僅能夠?yàn)橛布藛T共享級Cache設(shè)計(jì)空間探索提供參考，同時(shí)也能幫助軟件人員進(jìn)行軟件訪存行為的優(yōu)化。本文旨在建立一個(gè)針對采用預(yù)取機(jī)制的共享級Cache行為模型，用于快速準(zhǔn)確評估多核架構(gòu)下共享級Cache的訪存行為。<

2、br>　　本文的工作包含兩方面:第一，在開源仿真器Gem5中添加部分代碼，提取多核各自對共享級Cache訪存的重用距離分布，并計(jì)算訪存流交叉后共享級Cache的重用距離分布。第二，在驗(yàn)證和分析了以往研究所提出的采用期望堆棧距離分布的建模方法后，本文構(gòu)建了針對采用預(yù)取機(jī)制的共享級Cache的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。由于預(yù)取機(jī)制會對堆棧距離分布產(chǎn)生影響，導(dǎo)致基于期望堆棧距離模型在預(yù)測此類共享級Cache中精度嚴(yán)重下降。因此，本文建立一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)

3、絡(luò)共享級Cache模型來預(yù)測多核處理器中共享級Cache的訪存行為。該模型以第一部分工作中所獲得的交叉訪存流重用距離分布為輸入，應(yīng)用程序共享級Cache命中次數(shù)為輸出。
　　本文選取MobyBench2.0測試集來對所建立模型進(jìn)行精度評估。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，本文所建立的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型在預(yù)測采用預(yù)取機(jī)制的共享級Cache訪存行為時(shí)與Gem5時(shí)鐘精確型仿真相比，平均相對誤差低于20％，最小為13.7％，相比Gem5精確時(shí)鐘仿真時(shí)間開銷，神經(jīng)