基于cmp的共享l2cache管理策略-研究

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1、哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨

2、工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日基于CMP的共享

3、L2Cache管理策略研究摘要随着多核处理器体系结构的飞速发展，片上多核处理器以其特有的优势成为主流多核处理器架构被广泛应用到服务器、PC机等商品中，对其进行的研究也在不断深入。多核处理器在多任务处理、高性能计算方面优势显著，但还存在着制约其性能发挥的因素，如存储墙问题在多核处理器系统中依然严重，极大地影响了多核处理器系统总体性能的进一步提升。针对以上问题，本文将从共享L2Cache资源划分技术和应用程序的L2Cache访问类型感知的数据块替换策略两个方面具体阐述基于CMP的共享L2Cache管理策略。

4、首先，在片上多核处理器的基础上，针对现有划分技术中普遍忽略的失效开销差异性问题，提出了一种基于访存时间的L2Cache公平性划分策略，该策略通过L2MSHR、监测器和HSHR三种硬件配置获取失效率并行度信息计算各线程在独占和共享L2Cache两种情况下运行时间，并在MTFP算法和公平性评价指标FairT的指导下获得每个划分周期内各线程的分配路数。同时，针对LRU策略在大工作集应用程序和时间局部性差的流式应用程序中存在的性能严重下降的问题，提出了一种基于L2Cache访存访问类型感知的替换策略，该策略在A

5、DC算法的指导下感知各个应用程序在不同时间周期内体现出的不同L2Cache访存类型动态调整提升和插入方式，有效地降低了低频访问数据块和零重用数据块在L2Cache的驻留时间。最后，结合MTFP策略和RPBL策略提出L2Cache管理策略LMSC，并对LMSC策略的运行机制进行了具体阐述。通过基于Gems和Simics的性能评价方案，从吞吐率、公平性和加权加速比三个方面对LMSC策略进行测评。实验结果表明：与LRU策略相比，LMSC策略能够在保证系统吞吐率的同时提升了加权加速比和系统公平性，具有良好的研究

6、价值。关键词：片上多核处理器；共享L2Cache划分；公平性；多线程哈尔滨工程大学硕士学位论文基于CMP的共享L2Cache管理策略研究AbstractWiththedevelopmentofmulti-corearchitecture,thechipmulti-processorasthemainstreammulti-computeriswidelyusedinthecommoditiesofserversandpersonalcomputersforitsownspecialadvantagean

7、dtheresearchtothemulti-processorisdeeperwiththetimegoesby.Althoughitsadvantagesoftheabilityofprocessingmulti-tasksandhighperformancecomputation,therearemanyfactorsthatrestrictitsperformance,suchasseriousstorageproblem,resourcecompetinginthemultithreadsan

8、dlowuseddatablocksstillexistinL2CacheforalongtimewhichcanlowertheusageefficiencyofL2Cacheandimpactthefurtherimprovementinprocessor.Tosolvethoseproblems,sharedL2CachemechanismbasedonCMPareproposedintwoaspectsofL2Cachepartit