BTB索引散列算法的研究与设计

分支误预测是影响高性能处理器性能进一步提升的一个主要因素.现代处理器采用分支目标缓存(branch target buffer,BTB)预测分支指令的目标地址,BTB的预测精度受限于其命中率.由于程序中分支指令的分布并不均匀,传统的BTB索引方式无法充分利用BTB资源,从而造成不必要的冲突缺失,影响分支目标地址的预测精度,采用散列索引方式优化访问映射关系是有效解决方法之一.当前大量文献研究了cache的访问方式,但对BTB的散列索引算法的专门探讨则显不足.为了消除分支指令的分布空洞,离散分支指令和BTB条目的固有映射关系,设计了用于BTB索引的XOR散列算法和优化的bit-select索引算法,使用概率方法对BTB单组最大映射数期望的上界作了估计,并对这两种散列索引算法的效果进行了模拟评估.实验结果表明,散列映射方式能够较好地避免BTB冲突缺失造成的预测失败,XOR散列算法的离散效果更好.     

一种内核级多进程负载均衡会话保持方法

针对多进程负载均衡无法保持会话的问题,提出一个基于epoll机制的内核级高效解决方法。对于每个新建立的连接,在epoll的通知机制中使用源地址哈希算法,由epoll通知哈希选出的进程接收此连接,期望通过为同一个IP地址的请求选择同一个负载均衡服务进程,保证该进程依据自身记录的会话信息将同一个客户的请求转发给同一个后端服务器。此外,通过分析多队列网卡的特性,给出维持收包发包中断、软中断、协议栈处理、用户态处理都在同一个核上的优化方法,以提高cache性能。实验结果表明,该方法能解决基于epo｜l的多进程负载均衡服务器的会话保持问题,并且在多核处理器多队列网卡环境下通过优化使cps提高12％,数据吞吐量提高4．6％。