高速缓存一致性分析与实现

在多处理机系统中,主存与各处理机私有Cache之间及各私有Cache之间存在数据不一致性。对解决不一致性的方法:监听总线协议、基于目录的Cache一致性协议、软件控制方法等都进行了详细的定性分析,并指出了各种方法的优缺点,供设计者参考;同时提出用软件和硬件相结合的方法,更能有效地解决Cache的一致性问题。     

高速缓存一致性分析与实现

在多处理机系统中。主存与各处理机私有Cache之间及各私有Cache之间存在数据不一致性。对解决不一致性的方法：监听总线协议、基于目录的Cache一致性协议、软件控制方法等都进行了详细的定性分析。并指出了各种方法的优缺点，供设计者参考；同时提出用软件和硬件相结合的方法，更能有效地解决Cache的一致性问题。     

一种支持SMP共享虚存的数据Cache一致性解决方法

文章提出了一种新的解决对称多处理器的数据Cache一致性方法,使数据Cache同时存储物理标识和虚拟标识,以支持监听写无效协议和虚拟存储器;该方法已经应用于实际的设计,并保证了linux操作系统的运行。     

基于统一管理的多处理机Cache系统的一致性研究

针对紧耦合多处理机系统中Cache的一致性问题 ,提出了一种以Cache总线为基础的统一管理高速缓冲池的新方法 .该方法既克服了监听总线协议因数据块太大或大量的总线广播而影响Cache性能的缺点 ,也避免了目录协议耗费共享存储空间 .     

Cache一致性机制及其相关研究

概述了Cache的一致性问题及目前的研究情况,并在现有的Cache一致性协议的基础上,提出了一种改进的Cache一致性协议以及该协议所应用的单芯片多处理器体系结构。     

频率2 GHz的16核处理器二级缓存设计

摘要：
提出了针对多核处理器的2级缓存L2 Cache设计方案,以高效地处理访存请求.采用优化的目录协议维护与1级缓存L1 Cache的数据一致性,并结合片上目录来维护L2 Cache之间及其与3级缓存L3 Cache之间的一致性;在L2 Cache设计中,提出了基于MESIA F的Cache一致性协议,实现了最早返回取数数据的短流水线设计;采用相关链和远程链机制解决了监听应答导致的死锁问题;通过基于流水线的睡眠与唤醒技术降低了漏流功耗;通过细粒度门控时钟降低了其动态功耗.后端设计结果表明,经过优化设计的L2 Cache达到了频率2 GHz的设计目标,并已成功应用于某16核处理器芯片. 关键词：
中图分类号： 文献标志码： A     

基于集中控制的Web Cache体系结构

在Web Cache体系结构中引入基于集中策略的控制层, 利用控制层监控各个Cache的工作状况, 对其存储空间和工作负载进行全局、 有效地控制, 以达到Cache中的存储结构合理化和工作负载平衡. 在控制层中实现负载平衡算法解决Cache 瓶颈问题, 基于Pull机制的预取算法和TTL与生存系数相结合的淘汰算法提高命中率和系统 效率. 通过引入这些算法, 使控制层对整个Web Cache层进行有效控制, 从而提高系统的命中率, 极大地缩短请求响应时间.     

一种微处理器二级Cache的优化设计

现代微处理器设计中,多级Cache是弥补CPu和存储器之间速度差异的有效途径之一,其中二级Cache对于提高存储系统的性能有着重要的作用.提出了一种支持多处理器系统的32位RISC处理器"龙腾"R2的二级Cache单元的设计方案,讨论了如何用MEI协议保证存储一致性,以及二级Cache控制器的设计和优化方法.仿真和综合结果证明,该设计满足处理器的要求.     

片内多处理器Cache一致性解决方案

单芯片多处理器（SCMP）系统是当前计算机体系结构研究的热点问题之一。与传统的多处理机系统一样,Cache一致性问题也是片内多处理器系统必须首先解决的问题。本文针对传统的多处理机系统在解决数据一致性问题上所普遍采用的写作废协议的实现方式上所存在的缺陷,提出了一种基于“双环结构”的片内Cache一致性解决方案,并对其实现后的性能进行了测试和评价。     

缓存一致性问题研究

以共享总线的多处理机系统为例，介绍了在共享总线系统中用于解决Cache Coherence问题的监听总线协议（Snoopy Protocol）和写一次协议（Write-Once Protocol），并分析了写一次协议、一致性协议的优点和协议区分状态的原因，最后给出一个评价协议好坏的角度：总线的流量和存储器访问的有效时间。     

流水线处理器中cache模块的设计

流水线结构能大幅提高指令执行速度,但是由于主存读取速度过慢,系统性能的提升仍然受到限制。现实现的Cache设计,是流水线与主存间的高速缓冲器,它能有效地解决访存的瓶颈问题,使流水线功能得到充分发挥。文章首先分析流水线的结构特点,确定Cache的结构功能,在此基础上提出一个组相联映射Cache的设计。分析Cache实现读写操作的具体控制过程,并给出LRU(least recently used)替换算法的实现。最后通过介绍猝发取指操作着重讨论了Cache与流水线间的配合机制。     

VxWorks操作系统中Cache的配置和编程方法

该文提出了一种合理地应用Cache的方法，以解决VxWorks环境下操作系统的启动速度慢和应用程序运行效率低的问题。在启动过程中，通过修改配置文件来合理地打开代码Cache和数据Cache，加快操作系统的启动速度；在应用程序开发过程中，通过使用不同的Cache编程方法，提高应用程序的运行效率。实例分析给出了具体应用的实现方法。     

ARM926EJ-S处理器中Cache一致性问题的探讨

在基于高性能ARM 处理器的SoC结构中,Cache致性问题是系统稳定运行的潜在威胁,消除该障碍是 系统设计师必须解决的问题。介绍了ARM926EJ-S处理器内Cache的工作原理以及基于该处理器的典型SoC结 构,重点论述了产生Cache致性问题的原因,并提出具体的解决方法。相关测试表明该方法切实可行,能够有效 避免数据不一致情况的发生,已被成功应用于课题项目中。     

基于IPC与公平性的共享Cache划分

提出一种兼顾高速缓冲存储器(Cache)公平性及系统吞吐率的划分方法, 使用Cache访问监控器记录各应用访问Cache的命中及失效次数, 通过动态划分算法决定每个应用占用的Cache数量, 解决了共享Cache访问冲突导致的Cache污染. 实验表明: 在吞吐率方面, 该方法较传统的LRU替换策略可获得最高37.90%, 平均15.71%的提升, 比公平性最优的划分算法可获得最大47.37%, 平均14.11%的吞吐率提升; 在公平性方面, 较传统的LRU替换策略可获得最大4倍, 平均77%的提升; 比失效率最优的划分算法可获得最大9倍, 平均229倍的公平性提升.     

ARM926EJ-S处理器中Cache一致性问题的探讨

在基于高性能ARM处理器的SoC结构中,Cache一致性问题是系统稳定运行的潜在威胁,消除该障碍是系统设计师必须解决的问题。介绍了ARM926EJ-S处理器内Cache的工作原理以及基于该处理器的典型SoC结构,重点论述了产生Cache一致性问题的原因,并提出具体的解决方法。相关测试表明该方法切实可行,能够有效避免数据不一致情况的发生,已被成功应用于课题项目中。     

一种统一存储网的Cache方案

统一存储网融合了NAS和SAN的优点,但对小写数据其I／O性能不高．在客户端采用NVRAM和日志磁盘构成一个两层的Cache,可以将小写数据积累成大写数据,达到提高性能的目的;采用基于租约的Cache一致性协议可以保证网络中断或客户出错时USN的可用性和数据的一致性;实验显示Cache方案可以使USN的性能最大提高50％．     

一种嵌入式软件WCET估计新方法

在实时嵌入式系统设计中,计算在最坏情况下软件执行时间的上界是很必需的,它为软硬件划分和进程调度提供了依据．由于现代微处理器使用了基于Cache存储和指令预取技术,增加了准确确定这一上界的难度,为此提出了一种基于指令Cache和指令预取联合模型的嵌入式软件性能评估新方法．该方法通过使用控制流程图和Cache冲突图,在Cache分析中联合指令预取分析,使得估计最坏情况下嵌入式软件的执行时间上界更精确;并使用了整数线性预测方法,使得求解计算复杂度降低．实验结果表明该方法估计精度可以提高近5％．     

动态可重构众核处理器仿真平台设计

针对众核处理器,提出了一种基于计算资源划分机制的动态可重构技术.该技术以虚拟计算群为核心,设计了基于硬件支持的动态可重构子网划分和动态可重构的Cache一致性协议以及动态在线的计算资源调度算法,并对系统级多核仿真平台Gem 5进行了扩展.同时,采用实际测试结果验证了众核处理器中动态可重构技术的有效性.结果表明,动态可重构技术可以提高众核处理器的资源利用率,实现动态可重构的Cache一致性协议以及单一矩形物理子网覆盖的子网划分机制.     

MPEG-4实时编码的Cache算法优化

随着VLSI技术的飞速发展,现在高速DSP芯片的内核的中心频率已经远远快于外部存储器的存取频率,这种片上片外存储器存取速度不匹配的问题被称作Memory Wall,它极大限制了DSP对于需要大量数据交换的复杂算法的处理能力.针对这一问题本文在基于MPEG-4压缩算法的编码结构与Ti高速DSP TMS320DM642的二级Cache的研究基础上提出拆解编码循环与设置片上缓存的方法来解决指令Cache与数据Cache的缺失问题,极大提高了编码效率.     

分类Cache库在Web查询系统中的应用

利用分类Cache库技术可以解决对已检索到的Web信息的再利用问题,通过使用分类Cache库,不但可以减少重复检索Web的次数,提高查询系统的效率,而且还可以对已检索到的Web信息实现基于语义的精确查询,提高系统的查询精确度.重点介绍了Web查询系统中分类Cache库的构造、管理与维护.