高性能微处理器中自适应高速缓存管理策略研究
| 摘要 | 第1-7页 |
| ABSTRACT | 第7-16页 |
| 第1章 绪论 | 第16-30页 |
| ·高性能微处理器的发展 | 第16-19页 |
| ·片上高速缓存管理 | 第19-24页 |
| ·高速缓存的设计挑战 | 第20-22页 |
| ·高速缓存的管理策略 | 第22-24页 |
| ·本文的研究内容及意义 | 第24-26页 |
| ·本文的主要贡献 | 第26-27页 |
| ·本文的组织结构 | 第27-30页 |
| 第2章 高性能微处理器发展概述 | 第30-48页 |
| ·构造高性能微处理器的传统技术 | 第30-37页 |
| ·摩尔定律 | 第30-32页 |
| ·流水线技术 | 第32-34页 |
| ·指令级并行性 | 第34-35页 |
| ·多处理器并行性 | 第35-37页 |
| ·线程级并行性 | 第37-43页 |
| ·指令级并行性的局限性 | 第37-38页 |
| ·存储墙 | 第38-39页 |
| ·功耗 | 第39-40页 |
| ·线程级并行性 | 第40-41页 |
| ·同时多线程 | 第41-43页 |
| ·多核处理器 | 第43-46页 |
| ·小结 | 第46-48页 |
| 第3章 高性能微处理器高速缓存研究现状 | 第48-70页 |
| ·高速缓存 | 第48-51页 |
| ·背景及相关术语 | 第48-49页 |
| ·片上共享高速缓存 | 第49-51页 |
| ·降低Cache 缺失 | 第51-53页 |
| ·减少冲突缺失 | 第51-52页 |
| ·减少容量缺失 | 第52-53页 |
| ·减少一致性缺失 | 第53页 |
| ·优化Cache 管理策略 | 第53-56页 |
| ·优化替换策略 | 第53-56页 |
| ·Cache 旁路 | 第56页 |
| ·数据及早淘汰 | 第56页 |
| ·多核Cache 划分 | 第56-58页 |
| ·混合Cache 设计 | 第58-62页 |
| ·基于共享Cache 的设计方案 | 第60-61页 |
| ·基于私有Cache 的设计方案 | 第61-62页 |
| ·其他片上存储系统优化技术 | 第62-68页 |
| ·高速缓存预取 | 第62-63页 |
| ·提高Cache 的访问带宽 | 第63-64页 |
| ·操作系统级Cache 性能优化 | 第64-65页 |
| ·一致性协议的优化 | 第65-66页 |
| ·内存控制器的优化 | 第66-68页 |
| ·小结 | 第68-70页 |
| 第4章 面向公平性的共享高速缓存划分 | 第70-86页 |
| ·引言 | 第70-71页 |
| ·LRU 策略的相关特性 | 第71-74页 |
| ·LRU 策略的不公平性 | 第71-72页 |
| ·LRU 策略的栈特性 | 第72-74页 |
| ·SMT 处理器二级 Cache 共享度的研究 | 第74-76页 |
| ·ARP：自适应运行时Cache 划分 | 第76-79页 |
| ·ARP 的硬件结构 | 第76-77页 |
| ·ARP 的算法描述 | 第77-79页 |
| ·替换策略的修改 | 第79页 |
| ·性能评价方法 | 第79-80页 |
| ·实验结果及分析 | 第80-84页 |
| ·二级Cache 的共享度 | 第80-81页 |
| ·ARP 机制的吞吐量评测 | 第81-82页 |
| ·ARP 机制的公平性评测 | 第82-83页 |
| ·ARP 机制的开销 | 第83-84页 |
| ·相关工作 | 第84页 |
| ·小结 | 第84-86页 |
| 第5章 基于使用频率的插入提升策略 | 第86-104页 |
| ·引言 | 第86-87页 |
| ·背景 | 第87-92页 |
| ·负载特性 | 第87-89页 |
| ·Cache 插入和提升 | 第89-90页 |
| ·相关工作 | 第90-92页 |
| ·无用块消除和低重用块过滤Cache 管理 | 第92-96页 |
| ·ELF 硬件结构 | 第92-95页 |
| ·ELF 策略 | 第95-96页 |
| ·性能评价方法 | 第96-98页 |
| ·实验结果及分析 | 第98-102页 |
| ·性能加速比 | 第98-99页 |
| ·Cache 块使用频率预测精度分析 | 第99-100页 |
| ·对Cache 容量的敏感度分析 | 第100-101页 |
| ·插入和提升行为 | 第101页 |
| ·硬件设计开销 | 第101-102页 |
| ·小结 | 第102-104页 |
| 第6章 划分感知淘汰线程感知插入提升策略 | 第104-128页 |
| ·引言 | 第104-105页 |
| ·背景 | 第105-109页 |
| ·负载特性 | 第105-107页 |
| ·Cache 划分 | 第107-108页 |
| ·Cache 插入和提升 | 第108-109页 |
| ·共享Cache 管理 | 第109-116页 |
| ·线程感知提升策略 | 第109-113页 |
| ·划分感知淘汰 | 第113页 |
| ·PAE-TIP | 第113-116页 |
| ·实验方法 | 第116-117页 |
| ·实验结果及分析 | 第117-125页 |
| ·性能加速比 | 第117-120页 |
| ·划分控制 | 第120-121页 |
| ·插入和提升行为 | 第121-123页 |
| ·对流数据的感知 | 第123-124页 |
| ·硬件开销 | 第124-125页 |
| ·相关工作 | 第125-126页 |
| ·小结 | 第126-128页 |
| 第7章 总结及未来工作 | 第128-132页 |
| ·本文工作总结 | 第128-130页 |
| ·未来研究工作 | 第130-132页 |
| 参考文献 | 第132-149页 |
| 附录 相关术语 | 第149-151页 |
| 致谢 | 第151-152页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 | 第152-154页 |
| 在读期间参与的科研项目 | 第154-155页 |
