チップマルチプロセッサ用の優先度付きNon-Uniformキャッシュアーキテクチャ

摘要

近年では，組み込みリアルタイムシステムにおいてもチップマルチプロセッサ(CMP)のように処理能力の高いプロセッサが要求されている．CMPでは高次キャッシュの構成方法が重要となる．近年提案されているNon-Uniform Cache Architecture (NUCA)は，コア間のラインマイグレーションを活用することで，アクセスレイテンシを短く保ちつつ，ヒット率を高めることができる．しかしながら，従来のNUCAにおけるラインマイグレーションは，ラインの状態やアクセス頻度に基づくものであるため，リアルタイムシステムにおいては高優先度スレッドのラインが低優先度スレッドの実行によって追い出され性能が低下する優先度逆転問題が生じる可能性がある．本論文ではこの問題を解決するため，優先度に基づくラインマイグレーションを提案する．また単純な優先度による制御だけでなく，再利用されないライン(dead block)を予測し，高優先度であってもチップ外へ追い出すことで，高優先度スレッドの性能を保証しつつ全体性能を向上させる．