没有合适的资源？快使用搜索试试~ 我知道了~

文库首页操作系统Linuxcache性能仿真实验

cache性能仿真实验

cache

需积分: 33 9 下载量 16 浏览量 2014-10-02 15:50:23 上传评论收藏 225KB DOC 举报

温馨提示

试读

11页

linux系统下使用simplescaler进行cache性能仿真实验的指导书

资源推荐

资源详情

资源评论

一实验概述

（一）实验目的

1.掌握Cache的基本概念、基本组织结构

2.掌握影响Cache性能的三个指标

3.了解相联度对Cache的影响

4.了解块大小对Cache的影响

5.了解替换算法对Cache的影响

6.了解Cache失效的分类及组成情况

7.了解对cache性能改善的方法

（二）实验步骤

1.运行模拟器SimpleScalar

2. 在基本配置情况下运行矩阵乘计算程序统计Cache失效次数，并统计三种

不同类型的失效

3. 改变Cache容量，统计各种失效的次数，并进行分析

4. 改变Cache的相联度，统计各种失效的次数，并进行分析

5. 改变Cache块大小，统计各种失效的次数，并进行分析

6. 改变Cache的替换策略，统计各种失效次数，并分析

7. 加入victim cache对cache性能的影响

（三）实验平台

redhat linux 操作系统，SimpleScalar模拟器。

（四）参考资料

计算机体系结构教材、SimpleScalar模拟器使用指南等

二背景知识

（一） Cache基本知识

(1) 可以从三个方面改进Cache的性能：降低失效率、减少失效开销、减少

cache失效时间；

(2) 按照产生失效的原因不同，可以把Cache失效分为三类：

1) 强制性失效（Compulsory miss）

当第一次访问一个块时，该块不在Cache中，需从下一级存储器中调入Cache，

这就是强制性失效。这种失效也称为冷启动失效或首次访问失效。

2) 容量失效（Capacity miss）

如果程序执行时所需的块不能全部调入Cache中，则当某些块被替换后，若又

重新被访问，就会发生失效。这种失效称为容量失效。

3) 冲突失效（Conflict miss）

在组相联或直接映象Cache中，若太多的块映象到同一组（块）中，则会出现

该组中某个块被别的块替换（即使别的组或块有空闲位置），然后又被重新访问的

情况。这就是发生了冲突失效。这种失效也称为碰撞失效（collision）或干扰失效

（interference）。

( 3 ) 降低 C a c h e失效率的方法：增加 C a c h e块大小、提高相关度、 v i c t i m

cache、伪相联cache、硬件预取技术、由编译器控制的预取和编译器优化。

(4) 替换算法

1）先进先出法（FIFO）。

2) 随机法：为了均匀使用一组中的各块，这种方法随机地选择被替换的块。

3）最近最少使用法LRU（Least Recently Used）：选择近期最少被访问的块作

为被替换的块。但由于实现比较困难，现在实际上实现的LRU都只是选择最久没有

被访问过的块作为被替换的块。

（二） SimpleScalar简介及使用

SimpleScalar 是上世纪由威斯康辛大学发布的一款开源模拟器，具备良好的可

移植性和可扩展性。SimpleScalar 在学术界具有十分重要的影响力，根据其官方网

站统计，2000-2002 年体系结构顶级会议中有一半以上的研究者采用该模拟器来评

估他们的研究成果。

作为一款时钟精确的模拟器，SimpleScalar 采用执行驱动方式模拟，包含功能

模拟和性能模拟。SimpleScalar 的指令集架构采用C 语言宏声明，目前3.0 版本主要

支持PISA 指令集和Alpha 指令集。根据模拟的目的不同，SimpleScalar 包含多个模

拟器实体，从最简单的Sim-fast 到最为复杂的Sim-outorder，可分别用于功能模拟、

Cache 配置策略、流水线、前瞻预测等体系结构问题的全面研究。同时，随着

SimpleScalar 一起发布的还有一系列工具链(交叉编译器，汇编器，流水线跟踪器

等)，他们与SimpleScalar 的交互过程如图4.1所示。Fortran 代码需要先由F2C工具转

换为标准C 代码，交叉编译器则将标准C 代码编译为模拟器后端指令集下的二进制

代码，交由模拟器执行模拟，通过这些交互最终实现一个完整的模拟平台。

SimpleScalar包含多个模拟器，复杂度由最简单的Sim-safe到最复杂的Sim-

outordor,下面简要介绍这些模拟器。

（1）Sim-fast

Sim-fast是执行速度最快，最不关心模拟过程细节信息的子模拟器程序。它采用

顺序执行指令的方式，没有指令并行；不支持cache的使用，也不进行指令正确性检

查，由程序员保证每条指令的正确性；不支持模拟器本身内嵌的Dlite！调试器（类

似于gdb调试器）。为了模拟器的速度优化，在缺省情况下，sim-fast模拟器不进行

时间统计，不对指令的有关信息（如指令总数及访存指令数目）进行统计。当然，

可以修改模拟器源程序，通过改变其设置，使模拟器更加符合设计人员的需求。

（2）Sim-safe

在工具集中，是最简单的最友好的模拟器，检查所有的指令错误，不讲究速度

剩余10页未读，继续阅读

评论收藏

内容反馈

资源评论

资源反馈

评论星级较低，若资源使用遇到问题可联系上传者，3个工作日内问题未解决可申请退款~

sinat_20240071

粉丝: 0
资源: 1

上传资源快速赚钱

我的内容管理展开

我的资源快来上传第一个资源

我的收益

登录查看自己的收益

我的积分登录查看自己的积分

我的C币登录后查看C币余额

我的收藏

我的下载

下载帮助

前往需求广场，查看用户热搜

cache性能仿真实验

cache性能分析实验报告.docx

Cache模拟器

cache仿真程序.cpp

【计算机体系结构实验】Cache性能分析实验报告

cache性能分析及优化实验报告

CACHE的实现

简易的cache模拟器

C语言写的测试本机cache大小的程序

CacheSim-master_java_cache仿真_cache仿真程序_cache_

2017计算机组成原理自主实验第四章Cache的实现报告

cache性能分析实验

cache实验 cache实验 cache实验

cache性能分析实验报告

Cache性能分析

Cache性能分析.doc

高速缓存仿真软件

学习cache的小程序

Cache的工作原理

实验四：Cache性能分析

cache性能分析报告.pdf

计算机组成原理实验说明书_Cache控制器设计实验_西安唐都.pdf

直接相联Cache设计_计算机组成原理_实验报告.docx

Cache性能分析1.5.docx

cache性能分析及优化实验报告.doc

北邮Cache性能分析实验 MyCache模拟器以及实验报告

多 Cache 一致性实验介绍.docx

max30102实战资料，全部免费开源，包含硬件设计，下位机程序，上位机程序，结构设计

VMware Workstation 16虚拟机安装包

Ubuntu微信Linux版（非Wine版）

最新资源