李亚各+袁万腾

摘要：存储延迟通常是提高计算机系统性能的关键瓶颈。存储系统，尤其是最后一级高速缓存（LLC）是解决“存储墙”的有效方法，LLC的管理方法已经成为影响处理器性能的关键因素。预取技术能够利用时间局部性和空间局部性来减少流水线阻塞，从而提高计算机系统的整体性能。该文基于不同工作负载的特性来研究最先进的结合预取思想的LLC管理策略。我们实现了Bimodal Insertion Policy （BIP），该策略能够适应多变的工作负载。为了进一步减少cache的缺失率，我们使用Set Dueling策略在Static Re-Reference Interval Policy（SRRIP）和Bimodal Re-Reference Interval Policy（BRRIP）之间进行动态选择[13]，原理是基于之前使用替换策略的历史信息。我们选择SPLASH-2作为测试基准来测试这些替换策略的性能。最后我们总结了不同策略的特性。

关键词： LLC； 替换策略； CRC

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）04-0089-04

1 介绍

最经典的替换策略是最近最少使用策略（LRU），但是在当前的多核处理器中， 由于cache的高关联度会引起cache死块的问题，所以LRU策略逐渐失去了它的优势。同时，许多的工作负载中一个工作集就远远大于可用的cache大小。为了提高这些工作负载的性能，能够有效弥补LRU策略不足的动态替换策略引起了广泛的关注。

当目标cache写满的时候，替换策略选择该cache中某一行进行替换。在替换中，通常有两个关键的位置：最近最少使用位置（LRU）和最近最多使用位置（MRU） 。BIP替换策略的主要思想是：大部分情况下将新的cache行替换到LRU位置，剩余的情况替换到MRU位置。BIP策略能够适应工作集的变化并且同时保留了LRU策略的cache冲突保护机制。……