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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1“存储墙”问题研究的意义
1.2微处理器存储系统结构的发展
1.2.1微处理器体系结构的发展
1.2.2超标量处理器存储结构
1.2.3多线程处理器存储结构
1.2.4同时多线程处理器存储结构
1.2.5单片多核处理器存储结构
1.2.6多核多线程处理器存储结构
1.2.7 PIM结构
1.3 论文的主要工作
1.4论文的结构
第二章 微处理器片上缓存优化关键技术研究
2.1存储系统的关键性能指标
2.2 片上缓存的性能优化策略
2.2.1提高Cache的命中率
2.2.2降低Cache的缺失代价
2.2.3缩短Cache命中时间
2.3 实验平台
2.3.1 仿真平台
2.3.2 测试程序
2.5总结
第三章 基于分支路径跟踪的猜测访存数据Cache污染控制
3.1 分支预测和猜测执行对处理器性能的影响
3.1.1分支预测
3.1.2猜测执行
3.1.3错误路径执行对处理器性能的影响
3.1.4处理器Meltdown和Spectre漏洞
3.2降低D-cache污染策略的相关研究
3.3基于分支路径跟踪的Cache污染控制方案——CPMB
3.3.1 Cache数据结构的变化
3.3.2 分支路径跟踪表
3.4 CPMB方案的工作流程
3.4. CPMB方案的性能测评
3.4.1 CPMB方案对L1 D-Cache命中率的影响
3.4.2 CPMB方案对测试程序IPC的影响
3.5 CPMB方案的实现代价
3.6总结
第四章 基于数据Tag有效位分裂的无污染Cache访问控制
4.1 Cache污染缓解技术的相关研究
4.2 D-Cache数据污染对处理器性能的影响
4.3基于数据有效位分裂无污染Cache访问控制方案——NCAT
4.3.1 Cache数据行有效位的分裂
4.3.2 NCAT方案的工作流程
4.4 NCAT方案的性能测评
4.4.1 NCAT方案对L1 D-Cache缺失率的影响
4.4.2 NCAT方案对测试程序IPC的影响
4.5 NCAT方案的实现代价
4.6总结
第五章 面向替换延迟隐藏的Cache空间预约方案
5.1 Cache替换策略的相关研究
5.2替换策略对Cache性能和系统性能的影响
5.3 Cache替换延迟分析
5.4 面向替换延迟隐藏的Cache空间预约方案——CSPO
5.5 CSPO方案的性能测评
5.6 CSPO方案的实现代价
5.7 总结
总结与展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
长安大学;
