MACT:高通量众核处理器离散访存请求批量处理机制

摘要：

网络服务等新型高通量应用的迅速兴起给传统处理器设计带来了巨大的挑战.高通量众核处理器作为面向此类应用的新型处理器结构成为研究热点.然而,随着片上处理核数量的剧增,加之高通量应用的数据密集型特点,“存储墙”问题进一步加剧.通过分析高通量应用访存行为,发现此类应用存在着大量的细粒度访存,降低了访存带宽的有效利用率.基于此分析,在高通量处理器设计中通过添加访存请求收集表(memory access collection table,MACT)硬件机制,结合消息式内存机制,用于收集离散的访存请求并进行批量处理.MACT硬件机制的实现,提高了访存带宽的有效利用率,同时也提高了执行效率;并通过时间窗口机制,确保访存请求在最晚期限之前发送出去,保证任务的实时性.实验以典型高通量应用WordCount,TeraSort,Search为基准测试程序.添加MACT硬件机制后,访存数量减少约49％,访存带宽提高约24％,平均执行速度提高约89％.

关键词：高通量处理器、访存请求收集表、时间窗口机制、高速缓冲存储器、便签式存储器

所属期刊栏目：52

分类号：TP302(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家“九七三”重点基础研究发展计划基金项目2011CB302501;国家“八六三”高技术研究发展计划基金项目2012AA010901,2015AA011204;“核高基”国家科技重大专项基金项目2013ZX0102-8001-001-001;国家自然科学基金项目61173007,61332009,61204047

在线出版日期：2015-07-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1254-1265