世界最速を実現するメニーコアプロセッサの正確なキャッシュ構成シミュレーション技術

全球最快多核处理器的精确缓存配置模拟技术

基本信息

批准号：
12J04385
负责人：
多和田雅師
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Waseda University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

組込みシステムではキャッシュメモリが全体の性能に大きく影響を与える。システムに対し最適なキャッシュメモリを選択するため、設計時にキャッシュメモリの大きさや構成パラメータから性能を見積もる必要がある。キャッシュメモリの性能を調べるためメモリアクセスの履歴であるトレースデータを用いてシミュレーションを行い、キャッシュヒット回数とキャッシュミス回数を数える。キャッシュヒット回数とキャッシュミス回数は遅延速度や消費エネルギーを見積もるデータとなる。すべてのパラメータ構成の中で最も良い構成を探索することをキャッシュ構成シミュレーションと呼ぶ。キャッシュ構成シミュレーションは時間がかかるのでシミュレーション高速化手法を研究する。マルチコアプロセッサではキャッシュメモリのコヒレント制御を行うため、正確なシミュレーションを行うと動作が複雑になる。マルチコアプロセッサの正確なシミュレーションとして従来のキャッシュヒット・キャッシュミスに代わり、より正確な見積もりを可能とするため，マルチコアプロセッサのキャッシュメモリにおいて起き得る状況を列挙し、これを測定すべき状況として定義した。状況が発生した回数を数え上げることがマルチコアプロセッサにおけるキャッシュ構成シミュレーションである。マルチコアプロセッサの正確なシミュレーションを実現し、キャッシュメモリの状態を同時に表現するデータ構造を用いて、従来手法に比べて5倍の高速化を達成した。

在嵌入式嵌入式系统中，现金存储器对整体性能有重大影响。为了为系统选择最佳的缓存存储器，有必要从高速缓存内存的大小和设计时的组成参数估算性能。使用跟踪数据（这是内存访问的历史记录）来检查缓存内存的性能，并计算现金命中次数和现金错误的数量。现金命中次数和现金错误的数量是估计延迟速度和能耗的数据。所有参数之间最佳配置的探索称为缓存配置模拟。现金配置仿真需要时间，因此我们研究模拟高速方法。在多核处理器中，缓存存储器控制着相干，因此准确的模拟使操作变得复杂。与其调制多核处理器作为准确的模拟，而是将多核处理器现金存储器中发生的情况定义为对多核处理器缓存存储器的测量，以代替常规现金命中率命中的高速缓存MIST。计算发生情况的次数是多核处理器中的缓存配置模拟。实现了多核处理器的准确模拟，与常规方法相比，同时表达缓存存储器状态的数据结构达到了五倍。