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多核处理器目录缓存结构设计
引用本文:王恩东,唐士斌,陈继承,王洪伟,倪璠,赵雅倩.多核处理器目录缓存结构设计[J].计算机研究与发展,2015,52(6).
作者姓名:王恩东  唐士斌  陈继承  王洪伟  倪璠  赵雅倩
作者单位:高效能服务器和存储技术国家重点实验室(浪潮集团有限公司) 北京100085
基金项目:国家“八六三”高技术研究发展计划基金项目
摘    要:随着物联网、云计算与网络舆情分析等应用的快速发展,大数据处理的应用已经成为数据中心的核心负载.数据中心服务器普遍采用多核处理器,而目录缓存作为多核处理器结构中维护缓存一致性的关键部件,对其结构研究(如稀疏目录)更多地关注于目录缓存的容量与可扩展性,更适合处理高性能计算等计算密集型应用.然而,当多核处理器执行延迟敏感的大数据应用程序时,目录缓存的高访存延迟严重制约了数据中心的服务质量.针对该问题,新型主从目录缓存结构优化了数据访问过程中的一致性协议通路,其中主目录区分共享与私有数据,管理私有数据的访存操作,降低私有数据的访存延迟,提高了从目录的容量利用率;从目录维护共享数据的缓存一致性,采用有限位标签结构,提高了从目录的存储效率.实验在Simics+ GEMS模拟平台上对大数据程序测试集Cloudsuite-v1.0进行评估.结果表明在以大数据应用程序为主的运行环境下,与2倍容量的稀疏目录相比,主从目录缓存结构降低了24.39%的硬件开销,降低了28.45%的缓存缺失延时,提升了3.5%的处理器IPC;与缓存内目录相比,主从目录结构虽然损失了5.14%的缓存缺失延时与1.1%的处理器IPC,但是降低了42.59%的硬件开销.

关 键 词:大数据  多核处理器  缓存一致性  目录缓存  稀疏目录

Directory Cache Design for Multi-Core Processor
Wang Endong,Tang Shibin,Chen Jicheng,Wang Hongwei,Ni Fan,Zhao Yaqian.Directory Cache Design for Multi-Core Processor[J].Journal of Computer Research and Development,2015,52(6).
Authors:Wang Endong  Tang Shibin  Chen Jicheng  Wang Hongwei  Ni Fan  Zhao Yaqian
Abstract:
Keywords:big data  multi-core processor  cache coherence  directory cache  sparse directory
本文献已被 万方数据 等数据库收录!
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