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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 156 毫秒
1.
嵌入式处理器中Cache的应用极大地提高了处理器的性能,同时Cache,尤其是指令Cache功耗占据了处理器很大一部分功耗,关闭不必要的tag SRAM和data SRAM的访问,可以极大地降低功耗。提出了一种流水化的指令Cache访问机制,关闭不必要的data SRAM的访问;并且通过记录指令Cache行的信息和预测下一行的Cache形成一个Cache行滑动窗口,关闭不必要的tag SRAM访问。所提出的方法没有性能损失,在SMIC 90nm工艺下进行功耗分析,其指令访问的功耗降低50%。  相似文献   

2.
方娟  郭媚  杜文娟  雷鼎 《计算机应用》2013,33(9):2404-2409
针对多核处理器下的共享二级缓存(L2 Cache)提出了一种面向低功耗的Cache设计方案(LPD)。在LPD方案中,分别通过低功耗的共享Cache混合划分算法(LPHP)、可重构Cache算法(CRA)和基于Cache划分的路预测算法(WPP-L2)来达到降低Cache功耗的目的,同时保证系统的性能良好。在LPHP和CRA中,程序运行时动态地关闭Cache中空闲的Cache列,节省了对空闲列的访问功耗。在WPP-L2中,利用路预测技术在Cache访问前给出预测路信息,预测命中时则可用最短的访问延时和最少的访问功耗完成Cache访问;预测失效时,则结合Cache划分策略,降低由路预测失效导致的额外功耗开销。通过SPEC2000测试程序验证,与传统使用最近最少使用(LRU)替换策略的共享L2 Cache相比,本方案提出的三种算法虽然对程序执行时间稍有影响,但分别节省了20.5%、17%和64.6%的平均L2 Cache访问功耗,甚至还提高了系统吞吐率。实验表明,所提方法在保持系统性能的同时可以显著降低多核处理器的功耗。  相似文献   

3.
混合Cache的低功耗设计方案   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
在嵌入式处理器中,Cache的功耗所占的比重越来越大。为降低嵌入式系统中混合Cache的功耗,引入一种基于程序段的重构算法——PPBRA,并提出一种新的基于分类访问的可重构混合Cache结构,该方案能够根据不同程序段对Cache容量的需求,动态地分配混合Cache的指令路数和数据路数,还能够对混合Cache进行分类访问,过滤对不必要路的访问,从而实现降低混合Cache的功耗的目的。Mibench仿真结果表明,该方案在有效降低Cache功耗的同时,还能提高Cache的综合性能。  相似文献   

4.
高性能处理器普遍采用片上集成大容量复杂结构的一级Cache提高处理器性能,但随着Cache容量和复杂度的增加,访问Cache所产生的访存延迟和功耗明显增加;基于存储队列,提出了一种通过减少Cache访问次数来降低功耗和延迟的方法,利用存储队列来缓存Load/Store指令的数据,并且当存储队列不满时,通过空闲入口暂存已经完成的仿存数据,提高了连续访存数据的复用率,减少了Cache的访问次数;仿真结果显示,该方法在增加少量的控制逻辑基础上,显著减少了Cache的访问次数,降低了Cache的功耗,减少了访存延迟,加快了执行速度。  相似文献   

5.
随着工艺尺寸的缩小以及频率的增加,漏流能量将成为未来微处理器能量消耗的主要来源。其中,片上Cache存储结构将是整个处理器能量消耗的重要组成部分。为了降低漏流能量,组相联数据Cache中采用了分体的结构,通过使用位线隔离技术将那些未被访问的Cache存储体的位线进行隔离,使之进入低能耗状态。本文提出一种新的数据Cache替换策略——ELSS。该策略充分考虑到访问数据Cache的地址具有较好的空间局部性,特别增加了对数据地址序列中的跨步访问模式的识别,用于指导Cache块的替换。通过将符合顺序模式与跨步模式的数据块尽量放在同一个存储体中,可以减少存储体的转换次数。实验表明,使用ELSS替换策略可以进一步减少位线隔离数据Cache使用LRU策略时9%的体转换次数,多节省8%的数据Cache能量消耗,而对性能的影响比使用LRU策略时小。  相似文献   

6.
本文提出了一种基于统计信息的Cache漏流功耗估算模型。该模型通过对Cache访问间隔时间的统计,估算出不同衰退间隔条件下Cache的漏流功耗。根据该模型所设计的Cache 漏流功耗模拟器与Hotleakage漏流功耗模拟器相比,对于Cache漏流功耗估算的结果平均偏差小于3.46%。该模型可以用于Sleep Cache与Drowsy Cache中,估算不同衰退间隔下Cache漏流功耗比率,选取最优衰退间隔,最大程度地降低Cache漏流功耗。  相似文献   

7.
多核处理器面向低功耗的共享Cache划分方案   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
随着多核处理器的发展,片上Cache的容量随之增大,其功耗占整个芯片功耗的比率也越来越大。如何减少Cache的功耗,已成为当今Cache设计的一个热点。本文研究了面向低功耗的多核处理器共享Cache的划分技术(LP-CP)。文中提出了Cache划分框架,通过在处理器中加入失效率监控器来动态地收集程序的失效率,然后使用面向低功耗的共享Cache划分算法,计算性能损耗阈值范围内的共享Cache划分策略。我们在一个共享L2 Cache的双核处理器系统中,使用多道程序测试集测试了面向低功耗的Cache划分:在性能损耗阈值为1%和3%的情况中,系统的Cache关闭率分别达到了20.8%和36.9%。  相似文献   

8.
基于记录缓冲的低功耗指令Cache方案   总被引:1,自引:1,他引:1  
现代微处理器大多采用片上Cache来缓解主存储器与中央处理器(CPU)之间速度的巨大差异,但Cache也成为处理器功耗的主要来源,尤其是其中大部分功耗来自于指令Cache.采用缓冲器可以过滤掉大部分的指令Cache访问,从而降低功耗,但仍存在相当程度不必要的存储体访问,据此提出了一种基于记录缓冲的低功耗指令Cache结构RBC.通过记录缓冲器和对存储体的改造,RBC能够过滤大部分不必要的存储体访问,有效地降低了Cache的功耗.对10个SPEC2000标准测试程序的仿真结果表明,与传统基于缓冲器的Cache结构相比,在仅牺牲6.01%处理器性能和3.75%面积的基础上,该方案可以节省24.33%的指令Cache功耗.  相似文献   

9.
随着集成电路制造工艺进入超深亚微米阶段,漏电流功耗在微处理器总功耗中所占的比例越来越大,在开发新的低漏流工艺和电路技术之外,如何在体系结构级控制和优化漏流功耗成为业界研究的热点.Cache在微处理器中面积最大,是进行漏流控制和优化的首要部件.本文提出了一种LRU-assist算法,利用既有的LRU信息,在保证处理器性能不受影响的前提下,cache的平均关闭率可达53%,大大降低了漏电流功耗.  相似文献   

10.
作为嵌入式处理器的关键部件,片上Cache的功耗能占到整个处理器功耗的50%以上;一个设计良好的片上数据存储单元能有效降低处理器功耗,并且提高整个系统的性能;便签式存储器(Scratchpad memory,SPM)具有占用片上面积少、功耗低和访问时延确定等优点,因此成为嵌入式系统领域的研究热点;以SPM为基础,介绍了一种动态可配置片上数据存储单元的设计方法,并提出SPM操作函数,方便应用程序开发;实验结果表明,该片上数据存储单元能耗降低超过35%,测试程序运行时间平均减少了20.3%。  相似文献   

11.

Subthreshold leakage current becomes the major component of total power dissipation as scaling down the feature size. In this paper, two new circuit techniques are proposed for reducing the subthreshold leakage power consumption in domino logic circuit. Dual threshold voltage DOIND (Domino logic with clock and input dependent transistors) and NMOS sleep switch dual threshold voltage DOIND circuits for low leakage domino logic circuits are presented. High threshold voltage transistors are utilized to reduce the leakage current and a sleep transistor is added to the dynamic node that strongly turnoff all the high threshold voltage transistor and significantly reduce the subthreshold leakage power. The proposed circuit techniques, dual threshold voltage DOIND logic and sleep switch dual threshold voltage DOIND logic reduces the leakage current by 71.46 and 74.86% respectively as compared to standard domino logic circuit. Simulation results also shows that both the circuits are less affected by supply and temperature variations. The proposed sleep switch dual threshold voltage DOIND exhibits 19.95% less power consumption with 24% die area overhead for the buffer circuit as compared to standard domino logic circuit. The proposed sleep switch dual threshold voltage DOIND logic has improved normalized figure of merit of 1.17 as compared to standard domino logic circuit.

  相似文献   

12.
随着工艺尺寸减小,传统基于SRAM的片上Cache的漏电流功耗成指数增长,阻碍了片上Cache容量的增加。基于牺牲者Cache的原理,利用SRAM写速度快,STT-RAM的非易失性、高密度、极低漏电流功耗等特性设计了一种基于SRAM和STT-RAM的混合型指令Cache。通过实验证明,该混合型指令Cache与传统基于SRAM的指令Cache相比,在不增加指令Cache面积的情况下,增加了指令Cache容量,并显著提高了指令Cache的命中率。  相似文献   

13.
设计了一种低功耗指令Cache:通过在CPU与一级指令Cache之间加入Line Buffer,来减少CPU对指令Cache的访问次数,从而降低指令Cache的功耗。此外在Line Buffer控制器中添加了重装控制单元,当指令Cache发生缺失时,能将片外存储单元中的指令直接送给CPU,从而最大限度地减少由于Cache缺失所引起CPU取指的延迟。经验证,该设计在降低功耗的同时,还提升了指令Cache的性能。  相似文献   

14.
Cache低功耗技术研究   总被引:2,自引:1,他引:1  
现代微处理器中Cache已经成为不可缺少的重要部件,其功耗约占整个芯片功耗的30% ̄60%[1,2]。如何减少Cache的功耗,已成为当今Cache设计者关注的焦点。论文提出了一种基于Cache可重组技术以及数据符号压缩技术的低功耗D-Cache设计方法,其技术关键在于动态调整Cache的组织结构,并且改变Cache-Line中数据的存储方式来降低Cache功耗。  相似文献   

15.
Wire delays and leakage energy consumption are both growing problems in the design of large on chip caches built in deep submicron technologies. D-NUCA caches (Dynamic-Nonuniform Cache Architecture) exploit an aggressive subbanking of the cache and a migration mechanism to speed up frequently accessed data access latency, to limit wire delays effects on performances. Way Adaptable D-NUCA is a leakage power reduction technique specifically suited for D-NUCA caches. It dynamically varies the portion of the powered-on cache area based on the running workload caching needs, but it relies on application dependent parameters that must be evaluated off-line. This limits the effectiveness of Way Adaptable D-NUCA in the general purpose, multiprogrammed environment. In this paper, we propose a new power reduction technique for D-NUCA caches, which still adapts the powered-on cache area to the needs of the running workload, but it does not rely on application-dependent parameters. Results show that our proposal saves around 49 % of total cache energy consumption in a single core environment and 44 % in CMP environment. By adding a timer, it performs similarly to previously proposed techniques to reduce leakage power consumptions, and outperforms them when they are applied in a workload independent manner.  相似文献   

16.
王冶  张盛兵  王党辉 《计算机工程》2012,38(1):268-269,272
为降低微处理器中片上Cache的能耗,设计一种基于预缓冲机制的指令Cache。通过预缓冲控制部件的预测,使处理器需要的指令尽可能在缓冲区命中,从而避免访问指令Cache所造成的功耗。对7个测试程序的仿真结果表明,预缓冲机制能节省23.23%的处理器功耗,程序执行性能平均提升7.53%。  相似文献   

17.
It is a well-known fact that test power consumption may exceed that during functional operation.Leakage power dissipation caused by leakage current in Complementary Metal-Oxide-Semiconductor(CMOS)circuits during test has become a significant part of the total power dissipation.Hence,it is important to reduce leakage power to prolong battery life in portable systems which employ periodic self-test,to increase test reliability and to reduce test cost.This paper analyzes leakage current and presents a kind of leakage current sinmlator based on the transistor stacking effect. Using it,we propose techniques based on don't care bits(denoted by Xs)in test vectors to optimize leakage current in integrated circuit(IC)test by genetic algorithm.The techniques identify a set of don't care inputs in given test vectors and reassign specified logic values to the X inputs by the genetic algorithm to get minimum leakage vector(MLV). Experimental results indicate that the techniques can effectually optimize leakage current of combinational circuits and sequential circuits during test while maintaining high fault coverage.  相似文献   

18.
Because of the continued scaling of technology and supply-threshold voltage, leakage power has become more significant in power dissipation of nanoscale CMOS circuits. Therefore, estimating the total leakage power is critical to designing low-power digital circuits. In nanometer CMOS circuits, the main leakage components are the subthreshold, gate-tunneling, and reverse-biased junction band-to-band-tunneling (BTBT) leakage currents.  相似文献   

19.
Leakage current is a stringent constraint in today's ASIC designs. Effective parametric yield prediction must consider leakage current's dependence on chip frequency. The authors propose an analytical expression that includes both subthreshold and gate leakage currents. This model underlies an integrated approach to accurately estimating yield loss for a design with both frequency and power limits.  相似文献   

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