基于缓存开销的信息中心网络缓存协作策略

网络化缓存策略影响ICN网络的传输性能,考虑到缓存执行时的开销不仅包含访问缓存节点时的路径代价,还应包含替换旧信息的替换代价,因此提出一种基于路径访问代价和节点替换代价的缓存协作策略(path and node cost based cooperative caching strategy, 简称PNC3S).该策略对两种代价进行整体考虑,将代价总量作为是否进行信息与节点匹配缓存的依据,对提出的策略模型进行优化分析,将最优解作为缓存部署方案.实验结果表明,与CEE,LCD策略相比,PNC3S可以改善网络的信息缓存率、服务器的负载率、网络链路平均利用率,以及访问跳数减少率.     

ORM中基于语义相似性的查询缓存替换策略

针对查询的时间局部性特点, 提出基于语义缓存查询SC(semantic comparability)替换策略. 该策略通过分析缓存项与查询项在关系、条件及查询属性3个方面的相关性, 并结合数据访问频率将相似性最小的缓存项予以淘汰. 实验结果表明, 基于查询序列的先后关系, 有选择性的保留与查询具有继承、关联等关系的缓存项, 能够得到更高的查询命中率及更短的查询响应时间. 在缓存空间相同的情况下, SC策略优于LRU策略.     

一种提高磁盘阵列重建效率的缓存替换算法

磁盘的高故障率导致磁盘阵列重建成为数据处理中心一个经常性发生的事件.为了提高磁盘阵列的重建效率,提出了一种新的磁盘阵列缓存替换策略,即分支刷新算法,从缓存管理的角度加快磁盘阵列的重建过程.分支刷新算法淘汰脏数据到后备磁盘阵列时,优先淘汰重建区域附近的脏数据块,从而减少了磁头在重建区域和淘汰区域之间的移动开销,尽可能地保证重建过程的顺序性.仿真实验结果表明:对比传统的最近最少使用缓存淘汰算法,分支刷新算法显著地提高了磁盘阵列的重建效率.通过对4种负载的回放测试,分支刷新算法平均减少了41.6%的磁盘阵列重建时间和16.1%磁盘阵列重建过程的平均用户响应时间.     

面向媒体处理可重构系统中数据缓存结构和缓存管理策略优化

研究并提出了一种基于二维访问机制的数据缓存结构(2D Cache)及其更新管理策略.该缓存结构可以在控制硬件存储开销的同时,有效提升可重构系统的数据访存效率.实验结果表明,仅需4 KB的数据缓存开销,可重构系统的访存性能提升了29.16%~35.65%,并且对于不同标准的媒体处理算法都能获得较好的优化效果,具有很好的适应性.芯片实测结果表明,采用所述数据缓存设计方案的可重构系统可以在200 MHz下满足1080p@30fps的实时解码需求,与国际同类架构相比,性能提高了1.8倍以上.     

一种基于协同信任的普适网络节点缓存替换策略研究

在以人为载体的普适网络中,大量各种不同类型数据随着节点移动而传播.节点实体面临如何缓存最新或最有价值的数据问题,设计相应的缓存数据替换算法是一个重要的研究领域.提出了一种利用协同信任关系来设计的缓存替换策略：CTRP.该策略基于特定数据项与特定节点的相关联系紧密度来判别确定缓存区内要替换的缓存数据,并通过节点信任度与目标地址匹配概率来对相关度进行判定;在此基础上结合数据项的有效性指标来设计缓存数据替换标准.仿真实验结果表明CTRP能够有效提高数据的缓存命中率,降低数据的远程访问延迟.     

基于价值预评估的代理服务器缓存策略

传统方法解决代理服务器内存空间不足的问题都是被动性方法,在没有考虑缓存对象的缓存价值的情况下直接对它们做缓存,在代理服务器内存不够时再将它们替换,使得部分无缓存价值的对象毫无效果地被缓存了一遍.本文引入了缓存的准入机制,提出基于价值预评估的缓存策略,描述了缓存价值的预评估算法,仿真实验结果表明采用本缓存策略的系统运行有较高的文档命中率和字符命中率.     

基于文件相关性的云存储缓存策略

分析云存储数据访问的长尾现象,设计一种基于文件相关性的缓存策略MSU(mostsimilarunit).该策略通过判断文件之间的相关性完成大容量缓存中的文件预取与替换.首先,MSU选择文件的多个访问特征作为计算余弦距离值的输入,从而得到文件相关性的度量.然后,MSU将缓存中的文件作为替换待选集合,将一段时间内从缓存中替换出来的文件作为预取待选集合.当出现文件不命中时,从替换待选集合中取得缺失文件的k-非近邻作为替换文件,从预取待选集合中取得缺失文件的1-近邻作为预取文件.仿真实验表明MSU在命中率和字节命中率方面优于LRU(最近最少使用策略)、ARC(自适应替换策略)和GDS(多参数贪心策略)算法.     

一种自适应的流媒体服务器缓存调度算法

在分析现有的流媒体缓存技术优缺点的基础上,提出一种采用间隔缓存的自适应混合型间隔缓存算法(adaptive hybrid interval cache,AHIC).该策略充分考虑用户行为模式和影片冷热度对缓存策略性能的影响,采取分段缓存和间隔缓存相结合的方式,通过周期性地统计影片的流行度和用户访问行为,实现了缓存的接纳和替换.仿真实验表明,与传统的间隔缓存策略相比,AHIC策略能够有效的提高缓存的字节命中率.     

内容中心网络中基于缓存压力的选择性缓存机制

内置缓存机制是内容中心网络(Content Centric Networking,CCN)研究的关键问题之一.现有的CCN缓存机制在缓存节点的选择时往往缺乏对节点缓存状态和负载情况等动态信息的综合考虑,因此无法准确反映节点间的缓存状态差异,进而影响了缓存决策的合理性.提出了一种基于缓存压力的选择性缓存机制(Cache Pressure Based Selective Caching,CPBSC).该机制利用节点的缓存占用率和缓存替换率评估节点的缓存压力,并结合内容的流行度实现缓存节点的合理选择.同时,根据内容的请求率和兴趣分组的剩余生存时间评估不同内容的缓存价值,以此实现缓存内容的合理替换.仿真结果表明,CPBSC有效地优化了缓存资源利用率,并显著提高了系统的整体缓存性能.     

一种基于缓存对象未来价值的淘汰算法

为解决分布式系统缓存淘汰算法的缓存污染、抖动、命中率低等问题,综合考虑缓存对象最近的访问时间、访问频次、分片优先级和对象大小等因素,提出一种基于缓存对象未来最小价值(LFV)的淘汰算法。通过回归模型预测每个缓存对象的访问概率,利用分片优先级和对象大小计算每个缓存对象的未来价值,将LFV最小的对象进行淘汰。理论分析和仿真结果表明:该策略能有效提高请求命中率,避免缓存污染,降低节点间网络开销,提升了整体服务质量。     

针对顺序数据访问应用的分离式数据缓存器设计

高速缓存器技术可以有效地弥补处理器和内存之间的速度差异;但是随着待处理的数据规模的增大,顺序数据访问越来越多,当前的高速缓存器在面临这类没有太多时间局部性,会造成大量高速缓存器污染的顺序数据时并不是很有效。为解决这一问题,提出了分离式顺序数据缓存器（SSDC）,可以通过顺序数据流检测器动态检测出来的顺序数据访问并将其存入专用缓存器,以减少顺序数据造成的主缓存器污染,并且由于子缓存器采用顺序数据预取技术和写不分配策略,可以有效地降低缓存器的失效率。实验结果表明SSDC能够有效地降低顺序应用的失效率,并且在带宽使用等方面具有优势。另外,SPEC2000Int的评测也表明SSDC对非顺序应用的性能没有负面影响。     

分离Cache的一种容量联合分配算法

在嵌入式处理器中,Cache的功耗所占的比重越来越大.针对不同类型的应用程序对指令Cache和数据Cache的容量实时需求不同,提出了一种新的容量联合分配算法,该算法可以均衡考虑程序运行时对指令 Cache和数据Cache的实时需求,动态调整一级Cache的容量和配置,从而更有效地利用Cache资源.Mibench仿真结果表明,采用容量联合分配算法的分离Cache与传统分离Cache相比,平均能量消耗降低了29.10%,平均能量延迟积降低了33.38%.     

一种降低末级高速缓存污染的分阶段自适应动态插入策略

对多种末级高速缓存插入策略进行分析, 并在动态插入策略DIP的基础上提出一种分阶段自我调整的动态插入策略, 用于消除局部性差数据访问末级高速缓存造成的不良影响。实验结果表明, 与现有LRU替换算法相比, 此方法将末级高速缓存的MPKI平均降低了7.07%, 即使与动态插入策略DIP相比, 此方法也获得进一步的性能提升, 末级高速缓存MPKI平均降低了4.36%。     

磁盘阵列cache数据一致性的研究与实现

为了实现磁盘阵列cache数据一致性,采用非易失存储设备NVRAM实现磁盘阵列cache,断电后保持数据不丢失．同时以写事务对cache进行修改,使cache写操作要么全部提交,要么完全撤销,保持cache数据一致性．为了撤销对cache的不完整修改,需要对cache进行备份,使cache能够还原到失败写操作执行之前的状态．若将数据写入cache的空闲块,那么仅需要对cache映射表进行备份;因为当撤销对cache的不完整修改时,将cache映射表的备份对cache映射表赋值,写入部分数据的空闲块还是被cache映射表记为空闲块,cache回到失败的写操作执行之前的状态．试验结果表明：在突然断电或死机情况下,都能确保cache数据的一致性．     

EBA-LRU-SEQ Data Cache Policy in DSP to Optimize the Power Consumption

The power consumption by the data cache is important in DSP designs.This study presents an enhanced branch access LRU-SEQ(EBA-LRU-SEQ) policy for data caches in DSP designs to reduce the power consumption.The design is based on the LRU policy with embedded prefetch table to provide branch access.Tests show that the EBA-LRU-SEQ policy reduces the data cache power consumption to 54% of a system with no power control.     

Web应用程序中的数据缓存技术分析

数据缓存技术是解决Web应用程序可扩展性、数据响应及时性以及减轻服务器负载、降低网络拥塞的主要手段之一.本文描述了数据缓存的体系结构,分析了几种常用数据缓存技术,并根据不同的数据缓存技术的特性给出它们的使用技巧.     

一种基于bank-column缓存划分的多核共享缓存能耗优化方法

针对支持IABA(Interference-Aware Bus Arbiter)总线的多核共享缓存能耗问题,提出了一种基于bank-column缓存划分的多核共享缓存能耗优化方法.该方法在保证硬实时任务能够在截止期前完成的前提下,通过优化bank-column缓存划分来减少共享缓存能耗.实验结果表明,在保证硬实时任务能够在截止期前完成的前提下,提出的优化方法能够减少共享缓存能耗,与优化路-组缓存划分相比,35nm制造工艺时至少能够减少约10%的共享缓存能耗.