Программное обеспечение посттрансляторной обработки программ

• Автор: Абу Асси Халед Мохаммад Хасан
• Шифр специальности: 05.13.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 . Методы ускорения доступа к памяти. Использование кэш- памяти

1.1 Организация современной кэш- амяти

1.2 Методы оптимизации использования кэш

1.2.1 Обобщение методов оптимизации использования кэш. Постановка задач диссертационной работы

1.3 Предварительная выборка. Общие положения

Глава 2. Разработка и исследование методов предварительной выборки данных

2.1 Методы предварительной выборки

2.2 Принципы построения Марковского предвыборщика

2.3 Анализ марковской модели промахов
2.4Аналитическая модель для вычисления стартовых
промахов
2.4.1 Вычисление стартовых промахов для структурированных
приложений
2.4.2 Вычисление стартовых промахов для неструктурированных
приложений
Глава 3. Реализация программного марковского предвыборщика. Организация эксперимента
3.1 Реализация программного марковского предвыборщика
3.2Организация эксперимента
3.2.1 Управление памятью в микропроцессоре Alpha 21
3.2.2 Модель МП на уровне регистровых передач
3.2.3 Характеристика используемых приложений
3.2.4 Расчет показателей качества предвыборки

3.3 Результаты проведения эксперимента
• Глава 4. Инструментальная среда для исследования производительности

4.1 Общие принципы построения инструментальной среды
4.2 Структура инструментальной среды
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
В современных микропроцессорах (МП) производительность является одной из самых важных характеристик. Повышение производительности МП достигается за счет увеличения тактовой частоты , совершенствования параллельной и конвейерной обработки данных, а также уменьшения времени доступа к памяти. Современные МП содержат до десяти обрабатывающих устройств, в каждом из которых используется конвейерная обработка.
Эффективная загрузка параллельно функционирующих конвейеров обеспечивается либо аппаратурой процессора , либо компилятором , либо совместно аппаратурой и компилятором.
Повышение производительности МП за счет увеличения тактовой частоты в конечном счете наталкивается на технологические ограничения. Эти ограничения обусловлены размерами транзисторов на кристалле - в пределе это 0.05 мкм.
На пути дальнейшей микроминиатюризации кроме физических ограничений имеются и экономические факторы.
Так завод фирмы 1Ще1 в 1986 году стоил 200 млн долларов. Примерно через 10 лет при современной технологии завод стоит 2.4 млрд долларов. А при объявленной технологии 0.25 мкм такой завод будет стоить 10 млрд.- [1].
К тому же существенно удлиняются сроки изготовления кристалла по новой технологии. Еще одна проблема, связанная с повышением тактовой частоты и уменьшением размеров транзисторов - это высокая мощность кристалла и необходимость отвода тепла. Все эти факторы объясняют причины, из-за которых в последнее время идет интенсивный поиск средств повышения производительности МП за счет архитектурных решений.
К таким архитектурным решениям можно отнести:

Тогда условие эффективности предвыборки может быть оценена следующим образом:
0*гтзз-га1:ю>Р*ргебе1сЬ-га1:ю+ А * ассезэ-габо (1)
Однако по мере существенного увеличения объема кэш и степени параллелизма выполняемых в процессоре операций эта система
показателей в настоящее время стала непригодной.
В последнее время в большинстве случаев для оценки
эффективности устройств предварительной выборки применяются показатели:
• степень покрытия, показывающая какая часть из всех обращений к памяти удовлетворяется предвыборщиком;
• точность, показывающая какая часть предвыбранных строк кэша, предлагаемая процессору, действительно им используется;
• своевременность, показывающая, что данные, предложенные предвыборщиком, появляются к моменту их необходимости, а не намного раньше этого, что может привести к вытеснению данных из кэша до момента их использования.
• относительная интенсивность потока предвыборок, показывающая какую часть из всего потока адресных ссылок составляет поток предвыборок.
Идеальный предвыборщик имеет хорошее покрытие, высокую точность, предоставляет данные вовремя и не сильно загружает шины обмена с памятью. Однако одновременное максимальное выполнение всех этих требований зачастую противоречиво. Так стремясь обеспечить максимальное покрытие, мы предоставляем процессору много избыточной информации, что снижает точность предвыборщика, а также увеличивает поток предвыборок и как правило ухудшает своевременность.