SimpleScalar进行cache性能研究(九) victim cache

在最近一系列的文章中,我们集中介绍了在计算机体系结构学术界广泛使用的一款模拟器SimpleScalar,包括SimpleScalar中的各种模拟器,以及模拟器的运行,提到了影响cache性能的几个方面:容量、块大小、相关度、替换算法。

SimpleScalar进行cache性能研究(九)-- victim cache

在这个系列中,前四篇文章中对应的四个实验,详细介绍并分析了影响变化过程。在第五篇文章《如何用SimpleScalar进行cache性能研究(五)--引入victim cache》中,我们进一步的介绍了一个设想,如果我们在cache和它的下一级存储器的数据通路中间,增加一块全相连,且容量较小的cache,将上面讲到的在替换过程中,被移出的失效块(称为victim),放入这个小cache里面,以供后面使用。

为了验证victim cache的是否能起到作用,我们进行了一系列的实验,分别在第六篇文章《如何用SimpleScalar进行cache性能研究(六)-- victim cache》,第七篇文章《SimpleScalar进行cache性能研究(七)-- victim cache对比试验》,第八篇文章《SimpleScalar进行cache性能研究(八)-- victim cache对比试验》等文章中,对实验过程和实验数据进行了详细描述。

SimpleScalar进行cache性能研究(九)-- victim cache

我们对比了两种添加与不添加victim cache情况下,IL1DL1的miss rate,以及IPC,并得到了两个结论:

  1. 随着cache的增大,victim cache对cache性能的影响作用在不断减小;
  2. victim cache的hit rate降低,导致cache的各项性能也跟着下降了。

今天我们继续讨论victim cache自己的参数变化对性能的影响。

情况一:victim cache的number of set变化

统计在dl1:128:32:4:l,il1:256:32:1:l情况之下,victim cache的number of set变化的情况下,指令L1级和数据L1级cache 的miss rate、IPC和victim cache的hit rate。

SimpleScalar进行cache性能研究(九)-- victim cache

表一 情况一统计数据

根据表一数据,得到的曲线如下图所示:

SimpleScalar进行cache性能研究(九)-- victim cache

图一 情况一对应变化趋势

结果分析:从上图可以看出,随着victim cache的变化,cache的各项性能指标基本没有变化。

情况二:victim cache的block size变化

统计在dl1:128:32:4:l,il1:256:32:1:l情况之下,victim cache的block size变化的情况下,指令L1级和数据L1级cache 的miss rate、IPC和victim cache的hit rate。

SimpleScalar进行cache性能研究(九)-- victim cache

表二 情况二统计数据

根据表二数据,得到的曲线如下图所示:

SimpleScalar进行cache性能研究(九)-- victim cache

图二 情况二对应变化趋势

结果分析:从图中看出,在victim cache的hit rate变化过程中,cache的各项指标都有一个很大的跳变。

这充分证明了一个合适的victim cache,对整个cache的性能的影响是十分直接且巨大的。

SimpleScalar进行cache性能研究(九)-- victim cache

小结

今天的两个实验,是为了探索victim cache自己参数在变化过程中,对cache性能的影响。从实验结果来看,一个合适的victim cache是很有必要的。

经过连续九篇文章,我们介绍了一系列实验,来论证各个参数的影响,以及victim cache的作用,后面我们会再写一篇文章,来对这一段时间的探索做一个总结,欢迎大家继续关注。另外大家对试验有什么建议,也欢迎和我进行讨论。

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页面更新:2024-05-21

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