[發明專利]基于內存訪問堆棧距離的數據Cache性能探索方法

有效

• 申請號: 201410014367.9
• 申請日: 2014-01-13
• 公開（公告）號: CN103793339A
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發明（設計）人: 姚英彪;韓琪
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G06F13/16
• 分類號: G06F13/16
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

1.基于內存訪問堆棧距離的數據Cache性能探索方法，其特征在于包括如下步驟：?

步驟1.計算內存訪問堆棧距離及其概率分布；?

步驟2.確定探索的Cache容量及其三個參數組數S（Set?size）、關聯度A（Associativity）和塊大小B（Block?size）的范圍；?

步驟3.計算估計參數e_s(S)、e_a(A)和e_b(B)，利用e_s(S)、e_a(A)和e_b(B)估計Cache三個參數組數S（Set?size）、A（Associativity）和B（Block?size）對命中率的影響，并計算命中率est₁；?

步驟4.利用內存訪問堆棧距離的概率分布計算命中率est₂；?

步驟5.比較命中率est₁和est₂，最終估計出Cache命中率；?

步驟1所述的計算內存訪問堆棧距離及其概率分布的具體如下：?

1-1.讀入一條內存訪問蹤跡，得到當前內存訪問地址；?

1-2.如果該地址在SP中第i個位置命中，則對應位置的堆棧距離直方圖H_SP(i)加1，同時將SP的0～（i-1）個元素往下挪移1個位置，用空出來的第0個位置保存該地址，SP中其它位置的元素不動；?

1-3.如果該地址在SP中沒有命中，則該地址是第一次訪問，將H_SP(∞)加1，SP增加一個新元素，SP所有元素往下挪移1個位置，最后將此地址保存在SP第0個位置；?

1-4.重復步驟1-1至1-3，直到n條內存訪問蹤跡處理完成，將內存訪問堆棧距離直方圖通過公式（1）轉換為內存訪問堆棧的概率分布P_SP；?

P_SP＝H_SP/n（1）?

讀入是應用程序執行時的內存訪問蹤跡，輸出是內存訪問堆棧距離的概率分布和應用程序數據量大小；計算內存訪問堆棧距離時的地址粒度為處理器的字寬度，SP是內存訪問的地址堆棧，H_SP是內存?訪問堆棧距離的直方圖，P_SP是內存訪問堆棧距離的概率分布，n為應用程序內存訪問蹤跡條數，Num為應用程序的數據量。?

2.如權利要求1所述的基于內存訪問堆棧距離的數據Cache性能探索方法，其特征在于步驟2中所述的Cache容量C、組數S（Set?size）、關聯度A（Associativity）和塊大小B（Block?size）的范圍計算具體包括如下步驟：?

2-1.根據應用程序數據量的大小Num，按下面公式（2）確定Cache探索的容量C；該公式確定的Cache容量C的單位是比特，對應以字為單位的Cache容量size＝2^C字；?

2-2.Cache的組數S（Set?size）、關聯度A（Associativity）和塊大小B（Block?size）三個參數按以下方式確定；?

S_min＝C_min-2?

S_max＝C_max

A＝0～2（分別對應直接映射、2或4路組關聯Cache）?

B＝0～4（塊大小從1個字到16個字）。?