T 3 Cs Cache Miss Rates SPEC 92

  • Slides: 30
Download presentation

Tα 3 Cs των Cache: Απόλυτα Miss Rates (SPEC 92) 0. 14 1 -way

Tα 3 Cs των Cache: Απόλυτα Miss Rates (SPEC 92) 0. 14 1 -way 2 -way 0. 1 4 -way 0. 08 8 -way 0. 06 Capacity 0. 04 0. 02 Μέγεθος Cache (KB) [email protected] 2017 -2018 128 64 32 16 8 4 2 0 1 Miss Rate / τύπο 0. 12 Compulsory 2

Tα 3 Cs των Cache: Σχετικά Miss Rates (SPEC 92) 100% 1 -way 2

Tα 3 Cs των Cache: Σχετικά Miss Rates (SPEC 92) 100% 1 -way 2 -way 4 -way 60% 8 -way 40% Capacity Cache Size (KB) [email protected] 2017 -2018 64 32 16 8 4 2 0% 128 20% 1 Miss Rate / είδος 80% Compulsory 3

Τεχνικές μείωσης του Miss Rate Μεγαλύτερου βαθμού Associativity Παράδειγμα: Μέσος χρόνος πρόσβασης στη μνήμη

Τεχνικές μείωσης του Miss Rate Μεγαλύτερου βαθμού Associativity Παράδειγμα: Μέσος χρόνος πρόσβασης στη μνήμη vs. Miss Rate Cache Size (KB) 1 -way 1 2. 33 2 1. 98 4 1. 72 8 1. 46 16 1. 29 32 1. 20 64 1. 14 128 1. 10 Associativity 2 -way 4 -way 2. 15 2. 07 1. 86 1. 76 1. 67 1. 61 1. 48 1. 47 1. 32 1. 24 1. 25 1. 20 1. 21 1. 17 1. 18 8 -way 2. 01 1. 68 1. 53 1. 43 1. 32 1. 27 1. 23 1. 20 (Μπλε σημαίνει ότι ο μέσος χρόνος δεν βελτιώνεται με την αύξηση του associativity) [email protected] 2017 -2018 8

Τεχνικές μείωσης του Miss Rate: Compiler Optimizations Merging Arrays /* Before: 2 sequential arrays

Τεχνικές μείωσης του Miss Rate: Compiler Optimizations Merging Arrays /* Before: 2 sequential arrays */ int val[SIZE]; int key[SIZE]; /* After: 1 array of stuctures */ struct merge { int val; int key; }; struct merged_array[SIZE]; Merging : • Μειώνονται τα conflicts μεταξύ των στοιχείων των val και key • Βελτίωση του spatial locality [email protected] 2017 -2018 13

Τεχνικές μείωσης του Miss Rate: Compiler Optimizations Loop Fusion /* Before */ for (i

Τεχνικές μείωσης του Miss Rate: Compiler Optimizations Loop Fusion /* Before */ for (i = 0; i < N; i = i+1) for (j = 0; j < N; j = j+1) a[i][j] = 1/b[i][j] * c[i][j]; for (i = 0; i < N; i = i+1) for (j = 0; j < N; j = j+1) d[i][j] = a[i][j] + c[i][j]; /* After */ for (i = 0; i < N; i = i+1) for (j = 0; j < N; j = j+1) { a[i][j] = 1/b[i][j] * c[i][j]; d[i][j] = a[i][j] + c[i][j]; } – Αντί 2 misses/access στα a & c τελικά 1 miss/access – Βελτίωση της spatial locality [email protected] 2017 -2018 15

Τεχνικές μείωσης του Miss Rate: Compiler Optimizations Blocking /* After */ for (jj =

Τεχνικές μείωσης του Miss Rate: Compiler Optimizations Blocking /* After */ for (jj = 0; jj < N; jj = jj+B) for (kk = 0; kk < N; kk = kk+B) for (i = 0; i < N; i = i+1) for (j = jj; j < min(jj+B, N); j = j+1) {r = 0; for (k = kk; k < min(kk+B, N); k = k+1) r = r + y[i][k]*z[k][j]; x[i][j] = x[i][j] + r; }; • B : Blocking Factor • Capacity Misses αντί 2 N 3 + N 2 -> 2 N 3/B +N 2 • Πιθανόν να επηρεάζονται και τα conflict misses [email protected] 2017 -2018 17

Σύνοψη Miss rate Προτεραιότητα στα Read Misses Subblock Placement Early Restart & Critical Word

Σύνοψη Miss rate Προτεραιότητα στα Read Misses Subblock Placement Early Restart & Critical Word 1 st Non-Blocking Caches Second Level Caches Hit time Μεγαλύτερο μέγεθος Block Υψηλότερη Associativity Victim Caches Pseudo-Associative Caches HW Prefetching of Instr/Data Compiler Controlled Prefetching Compiler Reduce Misses Miss Penalty Τεχνική Small & Simple Caches Avoiding Address Translation Pipelining Writes MR MP + + + + – [email protected] 2017 -2018 HT – + + Complexity 0 1 2 2 2 3 0 1 1 2 3 2 0 2 1 25

Οργάνωση της DRAM cslab@ntua 2017 -2018 27

Οργάνωση της DRAM [email protected] 2017 -2018 27