处理器片上缓存内及时局部性环境分析
2021-12-23胡九川范东睿程建聪叶笑春李灵枝钟海斌
北京交通大学学报 2021年5期
关键词:指令
胡九川,范东睿, 程建聪, 严 龙, 彭 燕, 叶笑春, 李灵枝, 钟海斌
(1.北京交通大学 计算机科学与技术学院,北京 100044; 2.中国科学院计算技术研究所 计算机体系结构国家重点实验室,北京 100190)
在计算机运行过程中,处理器不断在各个指令或数据之间切换执行焦点.如果这些被切换的指令或数据能够在一个相对的时间片内动态地保留在容量十分有限的处理器片上缓存内,那么这些指令或数据组成的群组便具有了满足处理器内核访存需求的局部性的特色,提高了处理器内核的访存效率,消减了处理器内核去内存访问指令和数据的延迟.由于缓存是临近处理器内核的功能部件,这样的局部性就具有了及时的特点.在这个执行时间片内,这些被切换的指令或数据之间具备了满足处理器内核访存需求的时间和空间联系[1-5].及时局部性(In-Time Locality)概括了指令和数据之间存在的客观联系,可以将处理器的执行过程抽象为执行焦点在不同的具有局部性的指令或数据族群之间进行切换的过程.
这种客观存在的及时局部性来源于程序执行逻辑的内在规定.指令执行顺序、数据存储结构与形式的安排是程序这个逻辑复合体的基本构件,在根本上决定了指令之间、数据之间不可割舍的时空联系.这种时空联系自然需要在指令和数据从内存迁往片上缓存的过程得到保持和维护,如此才能够在处理器片上缓存内建立有利于处理器访存的及……
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