基于节点预测的直接Cache一致性协议

摘要

处理器性能的提升依赖于对存储系统性能的挖掘.随着片上集成内核数量的不断增大和特征尺寸的持续缩小,延迟、存储可扩展的Cache一致性协议已经成为提升访存效率的关键性因素.文中提出一种基于节点预测的直接Cache一致性协议-NPP协议,研究一致性交互延迟隐藏和目录存储开销减少技术.针对读、写缺失中存在的间接性问题和现有解决方案破坏已有数据局部性、无法获得最近数据副本等问题,分别提出节点挂起技术和直接写缺失处理技术,有效隐藏了目录访问延迟.为了实现准确的节点预测,作者还提出基于“签名”回收的历史信息更新算法,避免了冗余更新和不完整更新.使用SPLASH-2测试程序集,在基于2D MESH NoC互联的64核CMP下,相对于全映射目录协议,NPP协议的平均执行时间降幅为21.78％～31.11％;平均读缺失延迟降低14.22％～18.9％;平均写缺失延迟降低17.89％～21.13％.而获得上述性能提升的代价是网络流量平均增加6.62％～7.28％.