基于协作缓存的VOD服务器端Cache设计

近年来,随着计算机网络技术和多媒体技术的发展,视频点播服务已逐渐成为现实。分布式VOD(VideoOnDemand)服务器系统的提出是为了支持更多的大量并发数据流,和单一服务器相比,这样的结构拥有更好的使用效率、可靠性和可扩展性。协作缓存CC(cooperativecache)技术将各服务器的内存协调工作,形成全局的cache。这样的结构不仅充分发挥了分布式VOD服务器结构的特点,同时也增大cache容量,提高系统全局命中率,从而提高了系统效率。该文在协作缓存技术基础上,针对流媒体和VOD系统的特点,提出了GBBcache替换算法。该算法以数据块的生命周期作为出发点,充分考虑了现有用户和请求接入用户的服务需求,提高了内存使用效率。笔者对该算法进行了理论分析,并证明了它在性能上与传统的cache替换算法相比的优越性。     

基于Cache和层次Z缓存算法的3维图形深度消隐硬件设计和实现

为了在3维图形渲染硬件系统中节省带宽和提高消隐效率,基于Cache和层次Z缓存算法（hierarchical Z-buffer,HZB）,设计了一个深度消隐硬件模块。该硬件模块主要面向带宽有限的片上3维图形渲染系统,其在节省带宽的同时,还可加快消隐速度和提高消隐效率。该模块通过设计优化Z Cache结构来获得较高命中率,并采用了1级层次Z缓存算法,以提高消隐效果,同时加入了快速Z清除(Fast Z Clear）结构,以节省带宽。该设计已通过RTL级建模和仿真验证。实验结果表明,该新的硬件可节省大概30％的带宽,消隐速度和效率最多可提高20％。     

虚拟多体Cache:一种高效实现高相联度Cache的方案

高相联度Cache具有失效率低的优点,而且高相联度在许多情况下是非常重要的。但是高相联度Cache的一个突出问题是访问时间较长。文章提出的虚拟多体Cache能较好地解决这一问题,文中论述了虚拟多体Cache的思想和两种具体的方案:SMC-Cache和PMC-Cache,并给出了详细的性能模拟结果。模拟结果表明,它们能非常有效地提高Cache的性能。在Cache容量为4KB、相联度为4的情况下,它们在平均访问时间上比直接映象Cache分别减少了9.8%和10.8%。     

基于简单常见模式编码(S-FPC)的压缩Cache层次设计

本文基于简单常见模式压缩编码设计了一种新颖的片内压缩Cache层次结构。在该结构中,L1数据Cache和L2Cache都以压缩格式保存数据,但具有不同的布局。其中,L1数据Cache的布局能触发部分Cache行预取,同时又能避免普通预取技术可能导致的Cache污染增加以及带宽浪费的现象,而且没有预取缓冲开销。实验结果表明,与传统Cache结构相比,本文的设计方案可以显著增加L1数据Cache和L2Cache的有效容量,并且不会增加L1数据Cache的访存延迟,对L1数据Cache平均能增加33％的有效容量,减少L1数据Cachhe失效率达21％,程序执行速度提高了13％。     

Web网站缓存设计中Cache一致性问题的研究

从网站缓存实现机制入手，分析了Cache一致性对网站缓存效率的影响，重点讨论了一种通过服务器集群实现基于网站为单位的缓存设计，缓存不再针对具体的文件而是以整个网站为单位来进行查询和替换，更好地保证了Cache一致性原则在缓存设计中的体现。     

文件Cache自适应策略研究

Linux系统在被不同大小的数据块访问时,系统读写性能有差异。在少数特定访问数据块大小的应用中,Linux系统读写性能较差。文件Cache算法的性能是导致该问题的原因之一。在分析访问数据块大小对文件Cache算法性能的影响的基础上,提出了一种文件Cache自适应策略。该策略考虑了预取算法对于页面置换算法的影响,增强了页面置换算法对访问数据块大小变化的适应性,达到了提高Linux系统读写性能的目标。Linux系统读写性能测试实验表明,该策略可以使Linux系统在被不同大小的数据块访问时保持稳定且更优的读写性能。     

WAP网善 Cache的实现研究

一、介绍 caching通过节省网络带宽(具体地说就是减少网络交互双方交互的次数,和收发数据的时间)减少终端用户的延迟和服务端的负载来提高网络和系统的性能,因此在网络中放入cache已经被绝大多数网络运行程序所采纳。但是cache存放位置和其替代算法对cache是否能够充分地发挥其作用起着至关重要的作用。而选择cache存放的位置和其替代算法,是与具体使用cache的程序的结构和功能,以及cache内容的特性而言的,而没有通用的方式来使用cache的。本文主要讨论的是东南大学WAP研究小组的WAP网关中cache的应用。本文概述了WWW中cache使用的位置和所起到的作用。综述了WAP同关的体系结构,和其使用cache的必要性并定位了cache在本网关中要起到的作用。讨论了网关中cache的具体的实现方法和cache位置的存放。简要地分析了cache对网关性能的提高。最后提出了今后的相关工作和cache实现的建议。     

一种带Cache的嵌入式CPU的设计与实现

基于FPGA平台实现了嵌入式RISC CPU的设计.根据项目要求,实现指令集为MIPS CPU指令集的一个子集,分析指令处理过程,构建了嵌入式CPU的5级数据通路.分析了流水线产生的相关性问题,采用数据前推技术和软件编译结合的解决方案.给出了控制单元、运算单元、指令Cache的实现与设计.在FPGA平台上实现并验证了CPU的设计.     

高可用的磁盘阵列Cache的设计和实现

本文介绍了采用非易失写缓存解决RAID5小写问题的设计和实现，该方法通过对Cache数据结构的精心组织和采用事务机制对Cache进行修改。我们用单片NVRAM实现了高可用的磁盘阵列Cache。     

一种嵌入式系统的滑动Cache机制设计

为了提高嵌入式系统中Cache的使用效率,针对不同类型的应用程序对指令和数据Cache的容量实时需求不同,提出一种滑动Cache组织方案.均衡考虑指令和数据Cache需求,动态地调整一级Cache的容量和配置.采用滑动Cache结构,不但降低了一级Cache的动态和静态泄漏功耗,而且还降低了整个处理器的动态功耗.模拟仿真结果表明,该方案在有效降低Cache功耗的同时能够提高Cache的综合性能.     

RAID中Cache的设计与实现

在RAID（廉价冗余磁盘阵列）系统的开发中,Cache的设计是重要一环,它的效率直接影响到了RAID系统的性能,本文首先介绍了Cache的原理和常用的一些技术,并比较了它们的优缺点,然后针对RAID系统的实际情况,介绍了RAID中Cache的设计和实现。     

层次化WebGIS构件系统的设计与实现

给出了一个实用的WebGIS对象构件系统模型Geo Union .它由 4个层次组成 :存储层、服务层、构件层和应用层 ,其中服务层又可分为客户端和服务器两个层面 .详细论述了Geo Union各层的结构、对象组成以及相互之间的关系 ,并对Geo Union中所采取的关键技术———空间数据模型、ORDB、空间索引以及空间缓存等进行了总结和分析 ,同时还给出了Geo Union的Web应用模式 .最后 ,对WebGIS进一步的工作 ,如互操作问题、安全问题、分布与并发问题以及智能Agent技术等进行了展望     

Hierarchical Cache Directory for CMP

As more processing cores are integrated into one chip and feature size continues to shrink,the average access latency for remote nodes using directory-based coherence protocol becomes higher,which greatly impacts system performance. Previous techniques such as data replication and data migration optimize the performance of the requesting core,but offer little improvement for neighbor nodes.Other techniques such as in-transit optimization try to reduce latency at the cost of increased storage.This paper i...     

WindowsNT环境下缓存磁盘技术驱动程序的设计与实现

随着计算机性能的迅速提高,系统越来越强烈地要求所配置的高速外存储器有更好的联机性能,I／O性能增长与CPU速度增长的严重失配,使I／O并颈问题日超严重,本文研究了Windows NT系统下的一种用来改善磁盘小写I／O（写请求的长度小于16K）性能的新途径0－缓存磁盘技术,它采用了多级Cache的存储思想,在办公／工程负载环境中的
峰值性能相对于常规磁盘有很大的提高。本文深入了研究了缓存磁盘技术在Windows NT环境下驱动程序的结构和原理,并详细阐述了具体的实现机制和方法。     

虚拟机缓存划分的设计与实现

阐述了一种基于VMM(virtual machine manager)的虚拟机缓存划分的设计与实现。该方法采用操作系统中的页面着色技术,在虚拟机管理器Xen上进行实现。这种机制对于VMM之上的客户操作系统是完全透明的,便于操作,具有很好的灵活性。经测试表明,提出的缓存划分的方法能够显著地提高同时运行在不同虚拟机上的应用程序的性能。对从SPEC CPU 2006基准测试程序里面挑选出来的并发程序的负载进行测试,结果表明缓存划分最高可以使其性能提升19%。     

一种基于RAID5的Disk Cache的实现

介绍了一种基于RAID5的Disk Cache的实现。在对磁盘阵列Cache的实现过程中,使用了组相联映射、LRU替换算法等比较成熟的技术,在Cache回写策略上采用write-back方式。从而提高了写磁盘速度,减少冗余写盘操作。另外通过对校验组加锁,有效地防止了同一校验组里多个块同时降级而导致的数据不一致现象。     

面向虚拟机的远程磁盘缓存

在虚拟机(virtual machine)系统中,随着虚拟机数量和应用程序需求的不断增长,内存容量已经成为应用程序性能的主要瓶颈。为了提升内存密集型和I/O密集型程序的页面交换性能,提出了虚拟机的远程磁盘缓存机制REMOCA,它允许运行在一台物理主机上的虚拟机将其他物理主机的内存作为其二级磁盘缓存。由于网络传输延迟远远小于磁盘访问,用网络传输代替磁盘访问就能够有效地降低虚拟机的平均磁盘访问延迟。REMOCA的目标就要尽可能地减少磁盘访问。REMOCA运行在虚拟机管理器中,其基本工作原理是截获并处理虚拟机的页面淘汰、磁盘访问等事件。REMOCA能够与现有的虚拟机内存管理机制(如气球技术、影子缓存)相结合,从而提供更加灵活的内存资源管理策略。实验数据表明,REMOCA能有效地降低页面抖动对虚拟机性能的影响,并在很大程度上提升虚拟机中I/O密集型应用的性能。     

基于用户查询日志的双级缓存结构设计

文章针对目前分布式缓存系统命中率低和查询处理时间长的问题,在分析某中文搜索引擎于2009年9月查询日志集的用户查询特征和热点内容分布特征的基础上,设计并实现了包括静态缓存和动态缓存的双级缓存结构。最后,从理论分析和实验数据两方面,论证了基于查询日志的双级缓存结构在性能方面更具优越性。     

IP-SAN中安全缓存的设计与实现

由于TCP／IP协议栈存在执行开销,基于IP的存储网还存在一些性能上的问题。对此。本文设计并实现了一个应用在以iSCSI协议为基础构建的IP-SAN之上的安全缓存结构。实际测试表明,该设计对系统的性能有明显的提高。     

一种应用于分布式缓存系统中的缓存部署算法

缓存技术能有效的节省网络带宽,减少用户的访问延迟.在分布式缓存系统中,一个值得研究的问题是如何根据用户的请求动态的进行缓存部署,使得系统的收益最大.描述了缓存部署问题并建立了优化模型,在此基础上提出一种新的协作缓存部署算法,该算法利用对象的热度、网络距离,以及系统中各节点接收的请求和系统缓存分布信息,依次对请求路径上的节点进行缓存部署决策,同时该算法将计算分布到请求路径的各个节点上进行.仿真结果表明,该算法具有比LRU和Graph算法更高的缓存命中率和更低的访问延迟.