体系结构级cache功耗优化技术研究

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1、佳丕缱煎錾￡垒业曼功整篮焦垫苤巫究⑧论文作者签名：!亟拯指导教师论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：砰自人f：答辩委员会主席：委员l：委员2：委员3：委员4：委员5：娩夕缈⑧Auth。r’ssignature：』呜■牡SuperVisor’ssignature：ExtemalReViewers：M殴Zhig龃g理rQ垃ssQ￡』乳越g垃i』i堑盐ng堕n陋强戤匦g里丛sh坌迎￡Q鱼ssQ茧堡丛亟目咀卫照iY曼￡5i!Y显匹gH盟坐Qng理殴鱼ssQ碰Bi坠g地堕U壁iY星西!YEx锄[1iniIlgCommitteeChai印erson：)№)№i!也巫￡Q垃

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3、特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝’江盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：7旋算乞葛乙签字日期：·矽侈年多月莎日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝婆盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝’垒盘鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)

4、学位论文作者签名：砀碳杰签字日期：伽侈年∥月占日导师签名签字日期：∞f3年∥月f日致谢时光荏苒，岁月如梭，不觉间已到博士毕业时。回首五年学习生涯，首先最应感谢我的导师严晓浪教授，感谢严老师这么多年来对我的悉心指导与深切关怀。严老师不仅慷慨的传授专业知识，而且为我们提供了良好的学习环境和丰富的科研资源。严老师结合丰富的产业化经验，努力培养我们解决实际问题的能力，这对于我们的全面发展具有非常积极的意义。严老师高尚的人格、高瞻远瞩的眼光和严谨的治学态度，都将让我受益终生!其次感谢葛海通老师多年来在学习工作等方面给予我的关心与指导，葛海通老师宽广的胸怀和勤奋踏实的工作精神，让

5、我受益匪浅。感谢浙江大学超大规模设计研究所的沈海斌、史峥、吴晓波、何乐年、潘赞、王维维、竺红卫、罗小华、张培勇、赵梦恋等老师多年来给予我的指导和帮助。非常感谢我的师兄孟建熠博士。孟师兄不仅在学习上和工作上给予我细心的指导，而且在生活中也传授给我诸多宝贵的人生经验。与孟师兄学习和工作的经历将成为我人生中的宝贵财富。同时还要感谢曾经一起学习的实验室同学们：杨军、黄凯、吕东明、郑丹丹、殷燎、陈志坚、徐鸿明、龚帅帅、张欣、付可威、沙子岩、陈晨、王荣华、项晓燕、刘磊、武淑丽、刘畅、高金加、冷冰、梁静、鄢传钦、刘晓东、仇径、赵朝君、沈秀红、李占辉、郝子轶、罗嘉惠、王晟、高锦炜、朱

6、涛涛、杨婷、王会斌、段凌霄、赵彩、赵宽、李晓明、杨壮林等。这种融洽的学习氛围让我一生难忘。感谢杭州中天微系统曾经一起工作的员工：李春强、刘兵、丁永林、莫鹏飞、郭宇波、黄欢欢、江鹏、林琳、王洁、冯炯、尚云海、胡军山、卢永江等。感谢父母对我近三十年的无私奉献和辛勤培养，感谢他们给予我始终如一的支持、帮助和鼓励，这是我人生奋斗的不竭动力。同时感谢我的男友刘磊，一直默默支持我的学习和工作，对我不离不弃。最后感谢母校浙江大学对我九年的培育，感谢杭州中天微系统有限公司为我浙江大学博士学位论文致谢提供良好的实践环境，感谢求学途中所有曾经帮助过我的人。项晓燕2013年4月于求是园摘要

7、随着集成电路制造工艺的进步和微处理器性能的提高，微处理器功耗问题日益严重，成为制约微处理器发展的主要瓶颈。片上高速缓存(Cache)功耗作为微处理器功耗的重要组成部分，降低Cache功耗成为控制微处理器功耗的主要目标。由于底层功耗优化手段受工艺和材料物理特性的制约已经很难满足Cache的功耗约束，因此需要从更高层次对Cache功耗进行优化。本文从Cache功耗的组成、访问特性、功耗性能平衡等多个角度出发，提出了多项体系结构级Cache功耗优化方法。主要研究工作和创新点包括：低功耗指令Cache研究。针对指令Cache行间访问偏移范围存在明显局部性特征