计算机系统结构总结_Memory Hierarchy and Cache Optimization

Textbook:

《计算机组成与设计——硬件/软件接口》    HI

《计算机体系结构——量化研究方法》         QR


Ch4. Cache Optimization

本章要讨论的问题就是 How to Improve Cache Performance?

前面讲过 Average memory access time = HitTime + (MissRate * MissPenalty)

那么我们的方向就是Reduce MissRate / HitTime / MissPenalty

1. 6 Basic Cache Optimization(PPT P3)

 Reducing hit time

1. Giving Reads Priority over Writes
• E.g., Read complete before earlier writes in write buffer  ??

2. Avoiding Address Translation during Cache Indexing

Cache中使用虚拟地址,这样就可以同时Access TLB和Cache / Access Cache firstly

Reducing Miss Penalty

3. Multilevel Caches

AMAT = Hit TimeL1 + Miss RateL1 x Miss PenaltyL1
Miss PenaltyL1 = Hit TimeL2 + Miss RateL2 x Miss PenaltyL2

原来Miss PenaltyL1要访问内存,很慢。现在多了L2

Reducing Miss Rate

4. Larger Block size (Compulsory misses)

...

5. Larger Cache size (Capacity misses)

...

6. Higher Associativity (Conflict misses)

...

2. 11 Advanced Cache Optimizations (PPT P12)

• Reducing hit time

1. Small and simple caches(QR  P59)

2. Way prediction

3. Trace caches

• Increasing cache bandwidth

4. Pipelined caches

5. Multibanked caches

6. Nonblocking caches

• Reducing Miss Penalty

7. Critical word first

8. Merging write buffers

• Reducing Miss Rate

9. Compiler optimizations

• Reducing miss penalty or miss rate via parallelism

10. Hardware prefetching

11. Compiler prefetching

3. Main Memory Optimization (PPT P39)

...

原文地址:https://www.cnblogs.com/pdev/p/11621833.html

时间: 2024-10-10 14:42:27

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