SIMD非對(duì)齊訪存結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、多媒體和高性能應(yīng)用程序在通用處理器和嵌入式處理器中成為重要的工作負(fù)載，如何快速高效的完成這些工作負(fù)載成為當(dāng)下研究的主要問題。SIMD是開發(fā)數(shù)據(jù)級(jí)并行的有效方法，但是訪問地址非對(duì)齊的數(shù)據(jù)需要有效的非對(duì)齊訪存結(jié)構(gòu)的支持，否則會(huì)嚴(yán)重影響程序的向量化，造成處理器性能下降。然而，在大多數(shù)SIMD體系結(jié)構(gòu)的處理器的訪存結(jié)構(gòu)中都有一定的限制。這些體系結(jié)構(gòu)要么不提供非對(duì)齊訪存的硬件支持，要么以很大的性能損失為代價(jià)來支持非對(duì)齊訪存。
　　為了降低非

2、對(duì)齊訪存延時(shí)，提高處理器的訪存性能，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了“分離緩沖行非對(duì)齊訪存結(jié)構(gòu)”和“雙體 Cache非對(duì)齊訪存結(jié)構(gòu)”。本文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　1、SIMD非對(duì)齊訪存會(huì)嚴(yán)重影響程序性能，造成處理器性能下降?，F(xiàn)有解決方案分為兩類：軟件解決方案和硬件解決方案。針對(duì)已有解決方案中非對(duì)齊訪存延時(shí)較大的問題，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了“分離緩沖行非對(duì)齊訪存結(jié)構(gòu)”和“雙體 Cache非對(duì)齊訪存結(jié)構(gòu)”。
　　2、對(duì)測試集SPLASH-2的訪存特

3、性進(jìn)行建模，并分別在“分離緩沖行非對(duì)齊訪存結(jié)構(gòu)”和“雙體Cache非對(duì)齊訪存結(jié)構(gòu)”上對(duì)SPLASH-2進(jìn)行了測試。
　　SPLASH-2測試結(jié)果表明“分離緩沖行非對(duì)齊訪存結(jié)構(gòu)”和“雙體Cache非對(duì)齊訪存結(jié)構(gòu)”都可以提高訪存性能。雙體 Cache非對(duì)齊訪存結(jié)構(gòu)相對(duì)于分離緩沖行非對(duì)齊訪存結(jié)構(gòu)有一定的性能優(yōu)勢，但硬件復(fù)雜性也更高。SIMD非對(duì)齊訪存的延時(shí)對(duì)程序性能有較大影響，當(dāng)非對(duì)齊訪存延時(shí)大于對(duì)齊訪存延時(shí)的兩倍時(shí)，部分應(yīng)用程序會(huì)有性