Современные высокопроизводительные компьютеры


Организация кэш-памяти - часть 6


Увеличение производительности кэш-памяти

Формула для среднего времени доступа к памяти в системах с кэш-памятью выглядит следующим образом:

Среднее время доступа = Время обращения при попадании + Доля промахов x Потери при промахе

Эта формула наглядно показывает пути оптимизации работы кэш-памяти: сокращение доли промахов, сокращение потерь при промахе, а также сокращение времени обращения к кэш-памяти при попадании. Ниже на рис. 7.3 кратко представлены различные методы, которые используются в настоящее время для увеличения производительности кэш-памяти. Использование тех или иных методов определяется прежде всего целью разработки, при этом конструкторы современных компьютеров заботятся о том, чтобы система оказалась сбалансированной по всем параметрам.

МетодДоля
промахов
Потери
при
промахе
Время обраще-ния при
попадании
Слож-ность аппаратурыПримечания
Увеличение размера блока+- 0

Повышение степени ассоциативности+ -1

Кэш-память с вспомогательным кэшем+ 2

Псевдоассоциативные кэши+ 2

Аппаратная предварительная выборка команд и данных+ 2Предварительная выборка данных затруднена
Предварительная выборка под управлением компилятора+ 3Требует также неблокируемой кэш-памяти
Специальные методы для уменьшения промахов+ 0Вопрос ПО
Установка приоритетов промахов по чтению над записями + 1Просто для однопроцессорных систем
Использование подблоков ++1Сквозная запись +
подблок на 1 слово помогают записям
Пересылка требуемого слова первым + 2

Неблокируемые кэши + 3

Кэши второго уровня + 2Достаточно дорогое оборудование
Простые кэши малого размера- +0

Обход преобразования адресов во время индексации кэш-памяти +2

Конвейеризация операций записи для быстрого попадания при записи +1

Рис. 7.3. Обобщение методов оптимизации кэш-памяти

[] [] []




Начало  Назад  Вперед



Книжный магазин