بخشی از مقاله
چکیده
کاهش دادن ناسازگاریهای نهان، به بهبود عملکردحافظه کَش کمک میکند. با این وجود، به دلیل اینکه مقالات انتشار یافته از بسته محک1 و دلایل تجربی متفاوتی استفاده می کنند، مقایسه بین این مقالات ساده نیست. در این مقاله مقایسهای مستقیم از این روشها ارائه شده است. به همچنین تناسب و مزیتهای برخی از این روشها با تنظیمات بیشتر برایحافظه کَش تعیین شده است. در این مقاله علاوه بر اینکه به تعیین تأثیر این روشها بر روی خطاهای کَش و زمان میانگین دسترسی به حافظه پرداخته شده است، تعیین روشهایی برای به وجود آمدن تواناییحافظه کَش در افزایشدسترسی یکنواخت به حافظه کَش نیز صورت پذیرفته است.
نتیجه کار این است که، هر روشی مزایایی نسبت به روشهای دیگر دارد و تنها یک طرح کلی عمومی برای بیان تمام روشها وجود ندارد. به همچنین مشاهده شد که در بین اکثریت روشها، روش کاربردی حلقه انحصاری2 و همچنین طرح فهرستگذاری فرد-ضربکننده3با قابلیت برنامهریزی ارائه میکنند. طرح کش متوازن4 روش بهتری نسبت به طرح جامع اشتراک-ستونی5 و طرح تطابقیحافظه کَش6 ارائه میدهد. اما حافظههایی که از حافظه با طرح جامع اشتراک -ستونی استفاده میکنند، کمتر سختافزار را درگیر میکنند. این نتیجه حاصل شد که استفاده متعدد، مکانیزم آدرسدهی برنامهریزی شده و هر تکنیک آدرسدهی برای کاربرد خاصی قابل استفاده است.
-1 مقدمه
نخستین قسمت از مقاله، تعیین نسبی فراگیری از چندین تکنیک آدرسدهی است که به کاهش خطاهای ناسازگار در حافظه کَش کمک می نماید. در این مقاله، گزارشی از مقایسه این روشها ارائه میشود.[1] بسیاری از این تکنیکها بر روی حافظه کَش های نگاشت-مستقیم 1 تمرکز دارند. همچنین، به بررسی مزایای این روشها جهت مجموعه اشتراک بیشتر تنظیمات حافظه کَش پرداخته میشود. در [1] تکنیک اندیس گذاری2 جدیدی معرفی شده است که ارتباط بین دیگر تکنیکها را ایجاد میکند. علاوه بر این روشی جهت دسترسی یکنواخت به حافظه ارائه میشود که متفاوت با دیگر روشهاست.
عملکرد پروسسورها محدود به سرعت دسترسی بهحافظه کَش است. بخاطر محدودیت در اندازهکَشها، کاهش خطاهای حافظه کَش بویژه خطاهای مربوط به ناسازگاری بسیار مهم است. در امتدادحافظه کَشهای نگاشت -مستقیم، مورد دادههای بعدی که اندیس آدرسدهی حافظه میباشند، شامل نقشهایاست که انحرافات خروج از این مسیر را به مسیر اصلی کَش برمیگرداندحافظه. کَش های جامع، با به کارگیری خطوط کَش برای هر مجموعهی داده، این انحرافات کاهش میدهند. با این وجود در دسترسیحافظه کَش به مجموعه مشترک حافظه، علایم تمام خطوط در یک مجموعه داده شده بررسی میگردد تا از وجود بلوک داده درحافظه کَش اطمینان حاصل گردد. این عملکرد زمان دسترسی و یا انرژی توسطحافظه کَش را افزایش میدهد.
با توجه به مثال شکل - -1 الف - ، که نمودار خطاها بر حسب تنظیم نگاشت مستقیم دادهحافظه کَش L-1 برای بسته محک اسپک 20063 گروماس را نمایش میدهد - محورxبر حسب شماره خطوط کَش و محور y نشاندهنده خطاهایحافظه کَش است - . گسترش بیشتر یکنواختی مسیر دسترسی بهحافظه کَش در طول تنظیماتحافظه کَش می تواند خطاهای ناسازگار را کاهش دهد .[1] شکل - -1ب - ، نشان میدهد که چگونه یکنواختی مسیر دسترسی گسترش مییابد، چرا که ازحافظه کَش -16راهه استفاده شده است. توجه داشته باشید که بازه خطاهای محور y در شکل1 - - ب - بسیار کوچکتر از همین بازه در شکل - -1الف - است. راهحلها به دو دسته تقسیم میگردند: تکنیک یافتن کدگذاری بهینهحافظه کَش4 و تکنیک نگاشت مجدد پویا5 که به مجموعههایحافظه کَش که کمتر قابل استفاده هستند آدرسدهی می کند.
شکل-1دسترسی غیریکنواخت حافظه کَش نگاشت مستقیم - الف - و حافظه کَش با دسترسی 16 راهه - ب -
-2 کدگذاری بهینه
یک فضای 2N بایت - Byte - را در نظر بگیرید N - آدرسهای بیت است - Bit و یک حافظهکَش با تعداد 2N از 2b بایتی - برای حجم 2n+b بایتی - . از m بیت، که خارج از N بیت آدرس میباشد استفاده میشود تا یک مجموعه با Kخط را بتوان در آن واقع کرد
