娄冕， 肖建青， 张洵颖， 吴龙胜， 关刚强

(1.西安微电子技术研究所， 陕西，西安 710075；2.国防科技大学 电子科学与工程学院， 湖南，长沙 410073)



一种面向包含式缓存的共享末级缓存管理策略

娄冕1， 肖建青1， 张洵颖1， 吴龙胜1， 关刚强2

(1.西安微电子技术研究所， 陕西，西安 710075；2.国防科技大学 电子科学与工程学院， 湖南，长沙 410073)

针对传统LRU替换策略无法感知包含式缓存时间局部性的问题，提出一种适用于包含式缓存的共享末级缓存(SLLC)管理策略. 通过提前将无用数据存储于一个开销较小的旁路缓存，可以避免其与复用频率较高数据对SLLC的资源竞争，同时维护了包含属性. 为进一步寻找复用性最低的数据作为替换对象，构建一种局部性检测电路，有助于将此类数据尽早驱逐出SLLC，文中提出一种统一的管理算法，受益于两种预测器的相互校准，从而达到无用块旁路和低重用块替换的目的. 实验结果表明，所提策略将SLLC缺失率平均降低21.67%，预测精度提升至72%，而硬件开销不到SLLC的1%.

包含式缓存；管理策略；共享末级缓存；多核

现今，航天及空间应用领域明确提出未来片上多核处理器必须具备在辐照环境下较强的生存能力，而包含式(inclusive)共享末级缓存(shared last-level cache， SLLC)凭借其系统级的冗余特性以及对访问延迟的不敏感性[1]，可以与差错控制编码自然结合，因而有效提高了多核处理器的可靠性.然而，包含式缓存存在强制维护缓存层次间包含属性的局限性，以致缓存系统出现严重的抖动现象[2]，使得原……