提升处理器指针追逐访存性能的指令标签辅助的数据预取机制

作者：刘天义; 肖俊华; 章隆兵; 沈海华

来源：高技术通讯, 2017, 27(Z2): 907-915.

• 链式数据
• 指针追逐
• 指令标签
• 数据预取
• 增强型内存控制器

分析了处理器访存操作的指针追逐模式,指出了链式数据应用中的指针追逐操作的数据预取准确率低、访存延迟大的问题。为了提升处理器指针追逐访存性能,提出了指令标签辅助的数据预取(ILAMP)技术。ILAMP技术是一种指令标签提示的预取机制,其通过在指令集架构中添加新的访存指令,使该指令在处理器译码阶段产生特殊访存标签,指明该访存操作的加载内容是指针。在Cache缺失的情况下,该标签一直传递到内存控制器。当加载的指针返回内存控制器时,则提取指针、发出预取请求。实验结果表明,ILAMP技术与无ILAMP情况相比,ILAMP技术降低DRAM读请求的平均访问延迟的平均值约为15%,预取精度高于77%,访存带宽增加10%左右,硬件开销约为1k B。

• 单位
  中国科学院大学; 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