基于Tournament Caching的低功耗动态可重构Cache研究

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在当代计算机系统中，处理器的速度远远高于存储器的速度。 缓存技术是提高数据访问性能的经典技术，在计算机系统的性能优化中发挥着重要作用。 然而，Cache也占据了计算机系统的大部分功耗。 研究高性能、低功耗的Cache对于计算机系统尤其是嵌入式系统具有重要意义。 本文主要从动态可重构的角度研究嵌入式系统中的Cache低功耗技术cache结构的低功耗可重构技术研究，分析现有高性能低功耗Cache技术的缺点，重点介绍一种动态可重构Cache设计技术——Tournament Caching。 在此基础上，提出了两种低功耗动态可重构缓存模型。 第一种是争用高速缓存，适用于路径数量不定的 L1 I-Cache。 该Cache模型优化了Tournament Caching的调度策略，在缓存运行过程中关联性可以在1、2或4条路径之间。 通过参数之间的改变cache结构的低功耗可重构技术研究，可以更快地适应程序运行时最优Cache参数配置的需要，从而进一步降低Cache功耗。 第二个是适合L2 Cache 的快速自适应争用缓存。 该Cache模型基于L2 Cache的大容量和功耗特性cache结构的低功耗可重构技术研究开元游戏大厅app，结合了可变路径数竞争缓存的优点。 与传统的组相联L2 Cache相比可以显着降低功耗。 本文利用架构建模仿真工具Simplescalar和Wattch搭建仿真平台，并将本文提出的两种动态可重构Cache模型嵌入其中，然后在ARM指令集上仿真Mibench的基准测试程序。 实验结果表明，与Tourname Caching相比开元棋下载app，可变路径数的比赛缓存可以进一步降低功耗20%开元棋下载app，而延迟仅增加0.6%； 与传统的组相联二级缓存相比，快速自适应竞争缓存平均可降低近10%的功耗。 功耗降低了 50%开元棋下载app，而延迟仅增加了 0.57%。 （共61页）

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