高技术通讯
高技術通訊
고기술통신
Chinese High Technology Letters
2015年
5期
445-452
,共8页
存储一致性%高速缓存一致性协议%多核/众核系统%弱一致性
存儲一緻性%高速緩存一緻性協議%多覈/衆覈繫統%弱一緻性
존저일치성%고속완존일치성협의%다핵/음핵계통%약일치성
memory consistency%cache coherence protocol%multi/many core system%weak consistency
针对使用目录记录各共享缓存块在各核心的私有备份信息的多核和众核并行系统共享高速缓存一致性协议因使用目录造成性能下降的问题进行了研究.研究发现,实际应用的多核和众核系统可以不存储共享缓存块的共享信息,因为多核和众核系统大都采用弱一致性协议,根据这种协议,某个核心的写操作不需要立即被其他核心观察到,可以延迟到下一个同步点观察到.基于这一发现,提出了一种不用记录共享信息的无目录的(DirectoryLess)共享高速缓存(Shared cache)一致性协议,简称DLS协议.该协议通过在同步点对不确定是否被其他核心更改的缓存块主动无效的方法,在不需要存储共享信息的目录的情况下来保证多核系统符合弱一致性.用并行程序测试集SPLASH-2对一个16核处理器进行了试验,试验结果表明,相比基于目录的MESI协议,DLS不仅可以完全消除目录及其电路面积,而且可平均提高11.08％的程序性能,减少28.83％的片上网络通讯,以及减少15.65％的功耗.而这一切,只需要改变处理器的设计,并不需要改变编程语言和编译器,因此,该协议无需更改或重新编译即可以兼容现有的代码.
針對使用目錄記錄各共享緩存塊在各覈心的私有備份信息的多覈和衆覈併行繫統共享高速緩存一緻性協議因使用目錄造成性能下降的問題進行瞭研究.研究髮現,實際應用的多覈和衆覈繫統可以不存儲共享緩存塊的共享信息,因為多覈和衆覈繫統大都採用弱一緻性協議,根據這種協議,某箇覈心的寫操作不需要立即被其他覈心觀察到,可以延遲到下一箇同步點觀察到.基于這一髮現,提齣瞭一種不用記錄共享信息的無目錄的(DirectoryLess)共享高速緩存(Shared cache)一緻性協議,簡稱DLS協議.該協議通過在同步點對不確定是否被其他覈心更改的緩存塊主動無效的方法,在不需要存儲共享信息的目錄的情況下來保證多覈繫統符閤弱一緻性.用併行程序測試集SPLASH-2對一箇16覈處理器進行瞭試驗,試驗結果錶明,相比基于目錄的MESI協議,DLS不僅可以完全消除目錄及其電路麵積,而且可平均提高11.08％的程序性能,減少28.83％的片上網絡通訊,以及減少15.65％的功耗.而這一切,隻需要改變處理器的設計,併不需要改變編程語言和編譯器,因此,該協議無需更改或重新編譯即可以兼容現有的代碼.
침대사용목록기록각공향완존괴재각핵심적사유비빈신식적다핵화음핵병행계통공향고속완존일치성협의인사용목록조성성능하강적문제진행료연구.연구발현,실제응용적다핵화음핵계통가이불존저공향완존괴적공향신식,인위다핵화음핵계통대도채용약일치성협의,근거저충협의,모개핵심적사조작불수요립즉피기타핵심관찰도,가이연지도하일개동보점관찰도.기우저일발현,제출료일충불용기록공향신식적무목록적(DirectoryLess)공향고속완존(Shared cache)일치성협의,간칭DLS협의.해협의통과재동보점대불학정시부피기타핵심경개적완존괴주동무효적방법,재불수요존저공향신식적목록적정황하래보증다핵계통부합약일치성.용병행정서측시집SPLASH-2대일개16핵처리기진행료시험,시험결과표명,상비기우목록적MESI협의,DLS불부가이완전소제목록급기전로면적,이차가평균제고11.08％적정서성능,감소28.83％적편상망락통신,이급감소15.65％적공모.이저일절,지수요개변처리기적설계,병불수요개변편정어언화편역기,인차,해협의무수경개혹중신편역즉가이겸용현유적대마.
