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《嵌入式微处理器中的低功耗Cache技术研究-论文.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第41卷第7期计算机工程2015年7月Vo1.41NO.7ComputerEngineeringJuly2015·体系结构与软件技术·文章编号:1000-3428(2015)07-0075-07文献标识码:A中图分类号:TP302嵌入式微处理器中的低功耗Cache技术研究胡瑞,马鹏,章建雄(中国电子集团公司第三十二研究所,上海,200233)摘要:高速缓冲存储器(Cache)作为微处理器的重要组成部分,在芯片面积和功耗上都占比过高。针对Cache功耗问题,基于分段访问Cache技术和路预测Cache技术,提出一种低功耗组相联Cache的预访问策略。在Cache中增加一个缓冲寄存器(Bu
2、fer),用以存储最近Cache命中后被访问的标签和数据子阵列信息。在开始进行标签访问之前,选中该Buffer,并将所访问的Cache标签和Bufer标签进行匹配,根据匹配结果选择采用路预测访问或分段访问方式。通过MiBench基准测试程序并使用SimpleScalar和Sim—Panalyzer进行实验,结果表明,与传统组相联Cache技术相比,该策略能降低25.15%的能量延迟积。关键词:低功耗;高速缓冲存储器;多路组相联;路预测;分阶段;预访问中文引用格式:胡瑞,马鹏,章建雄.嵌入式微处理器中的低功耗Cache技术研究[J].计算机工程,2015,41(7):75—81.英文引用
3、格式:HuRui,MaPeng,ZhangJianxiong.ResearchonLowPowerConsumptionCacheTechnologyinEmbeddedMicroprocessor[J].ComputerEngineering,2015,41(7):75—81.ResearchonLowPowerConsumptionCacheTechnologyinEmbeddedMicroprocessorHURui,MAPeng,ZHANGJianxiong(The32ndResearchInstituteofChinaElectronicsTechnologyGroupCor
4、poration,Shanghai200233,China)【Abstract】Cache,asanimportantpartofthemicroprocessor.accountsforanundueproportionofthechipareaandpowerconsumption,whichisaproblemneedstobesolved,especiallytheintensiveenergycost.Underthebackgroundandbasedontwokindsofmicrostructural—levellow—poweroptimizationtechniqu
5、esforsetassociativeCache——phasedCache,aswellastheway—predictingone,thispaperproposesalow—powerset—associativepre—accessCachestrategy.Inthisstrategy,Buf~risaddedinCachetostorethehittaganddatasubarray—informationfromhitCache.Itselectsthebufferbeforeaccessingthetag,andthenmatchesthetagfromtWOparts—
6、—accessedCacheandBuffer.Referringtothematchingresult,way—predictingorphasedCachecanbechosentoaccess.ExperimentalresultsthroughMiBenehbenchmarks,Simple—ScalarandSim—PanalyzershowthatEnergy—delayProduct(EDP)canbereducedby25.15%inthisstrategy.【Keywords】lowpowerconsumption;Cache;multi—wayset—associa
7、tive;way—predicting;phased;pre—accessDOI:10.3969/i.issn.1000—3428.2015.07.014行速度年均增长约60%,而存储器年均增长仅7%,1概述严重滞后于处理器的增长速度。嵌入式处理器是嵌入式系统的核心部件,控制高速缓冲存储器(Cache)尽管极大地缓解了处并辅助系统的运行。高性能和低功耗是嵌入式处理器与内存速度的差距,但引入的问题是在芯片面理器设计的2个重要维度,两者相互制约。目
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