光熙论坛第721期: 基于私有LLC的多核处理器Cache优
时间:2017-7-7 10:48:33   阅读:   标签: 计算机学院 研究生 光熙论坛

主讲人:苑风凯,男,哈工大计算机学院博士研究生

时间2017710日下午1点到2

地点:综合楼517会议室

研究方向:计算机体系结构,多核Cache优化

内容简介Cache优化技术一直是学术界的研究热点。随着多核处理器核数的扩展,片上存储系统设计面临严峻挑战。我们基于私有LLC配置,聚焦Cache一致性和数据放置两大多核Cache研究关键问题,利用私有LLC管理的独立性、发挥私有LLC配置的自身优势,提出优化方案和创新技术,以性能、片上网络通信量和存储开销为主要指标,解决处理器核数扩展情况下面临的挑战性问题。

我们的研究工作主要包括以下内容:

1对当前主流的目录和Token协议各自的优势和问题做出分析,总结出将二者的优势得以结合、同时解决二者问题的研究动机,提出基于多粒度的过滤性Cache一致性协议DP&TB,使用目录协议维护页粒度的一致性,使用Token协议维护Cache块粒度的一致性,提升系统性能的同时,减少片上网络通信量。

2为了增强协作缓存机制在处理器核数扩展下的适应性,提出组粒度的区域性分布式协作缓存机制SRDCC,采用针对独占关系LLC的方法测量私有LLC组(Set)的访问压力,根据组压力为每个组赋予相应的接收溢出角色,提出创新的全局接收者追踪机制,分布式地存储区域性的组粒度接收者身份信息,利用区域直通快速完成片上全局接收者查找,同时降低查找和溢出操作的片上网络通信量。

3为了解决私有LLC配置天然的复制问题,提出基于复制可感知Cache管理机制RACMan,通过观察处理器核的Cache块访问模式(BAP),将处理器核对某种数据类型Cache块的BAP与此类Cache块在本地LLC的副本块重用性相关联,设计了粗粒度、低存储开销的PBFP机制,监控并预测副本块的重用性,根据重用性预期指导RACMan执行相应的复制策略,给予副本块不同的存活时间。

4通过观察运行私有LLC LRU栈的命中位置,借助干扰注入实验,发现重用位置分布(RPD)和决定LLC接受溢出角色的重用性和抗干扰性预期之间的联系,提出重用性和抗干扰性可预测的协作缓存机制RAPCC,将RPD划分为四种类型并采用运行时的RPD类型识别算法,监控周期性的RPD并动态地决定LLC的接受溢出角色,增强了私有LLC资源利用率、提升了系统性能、仅付出很小的存储开销代价。

发布:孟晓辉 |  审核:李岳 |  来源: 计算机学院