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基于指令流访存模式预测的缓存替换策略
文献摘要：
传统的缓存替换策略主要基于经验主义,近年来研究者们使用预测技术推测访存行为,提高缓存替换的准确性,预测技术的应用是当前缓存替换策略研究的热点.由于访存行为自身的复杂性,直接在缓存系统中预测访存行为是困难的,要面对很大的不确定性.当前已有的研究为了解决该问题,使用越来越复杂的预测算法来分析访存行为之间的关联.然而这种方式并未真正减小不确定性,同时现有的缓存替换策略很难避免乱序执行和缓存预取对访存行为分析过程的干扰.为了解决以上问题,提出了一种新的预测缓存访问序列的方法IFAPP(instruction flow access pattern prediction),根据分支预测技术推测程序指令流,定位指令流中的访存指令,进而对其中访存指令的行为逐一进行预测.通过访存序列计算每个替换候选项的重用距离,将重用距离最远的候选项踢出.该方法可以避免乱序执行和缓存预取的干扰,预测对象是行为简单的独立访存指令,减少预测过程中所面对的不确定性.实验结果表明,该算法在一级数据缓存上比LRU算法平均减少3.2％的缓存缺失.相比经典的基于缓存预测的BRRIP和BIP算法,该算法在一级数据缓存上分别减少12.3％和14.4％的缓存缺失.
文献关键词：
分支预测;缓存替换策略;提前预测;访存序列预测;访存模式
中图分类号：
作者姓名：
王玉庆;杨秋松;李明树
作者机构：
中国科学院软件研究所基础软件国家工程研究中心 北京100190;中国科学院大学 北京100049
文献出处：
引用格式：
[1]王玉庆;杨秋松;李明树-.基于指令流访存模式预测的缓存替换策略)[J].计算机研究与发展,2022(01):31-46
A类：
访存模式,缓存预取,IFAPP,BRRIP,访存序列预测
B类：
指令流,缓存替换策略,基于经验,经验主义,预测技术,接在,预测算法,难避,乱序执行,和缓,行为分析,instruction,flow,access,pattern,prediction,分支预测,测程,过访,列计,选项,重用,最远,踢出,数据缓存,LRU,BIP,提前预测
AB值：
0.25151
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