按L1、L2和L3缓存计算的缓存命中次数和缓存丢失数
按L1、L2和L3缓存计算的缓存命中次数和缓存丢失数
提问于 2017-04-28 09:26:41
以下代码将在具有以下缓存结构的CPU上运行：
- L1缓存: 1KB
- L2缓存: 8KB
- L3缓存:64 L3
- 块体尺寸: 16B 无符号int A65536；int i，j；for (i=0；i<65536-256；i++) for (j=1；j<128；j++) Ai=Ai+Ai+j；
我正在准备期中考试，有一个问题。修改此代码，以尽量减少惩罚的数量。根据L1、L2和L3缓存计算缓存命中次数和缓存丢失数。
我试着通过环路交汇处来解决这个问题。如果我更改为下面这样的代码，那么就会有一个连续的访问，而不是每隔16,364个单词跨出一次内存。
unsigned int A[65536];
int i,j;
for (j=1 ; j<128; j++)
for (i=0 ; i<65536-256 ; i++)
A[i]=A[i]+A[i+j]; 但我还是坚持了缓存的命中和失误。有人能跟我解释一下吗？
回答 1
Stack Overflow用户
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发布于 2017-04-28 11:02:23
假设unsigned int为4个字节，则数组的大小为4* 65536 =256 is。您的L3缓存只能容纳多达64 L3。
为了最小化惩罚，您应该做的第一件事是将循环分成4个子组，这样一旦您将一个条目加载到L3，您就应该在被逐出之前完全使用它。
unsigned int A[65536];
int i,j,k;
for (k=0 ; k<65536-256; k+=16384)
for (j=1 ; j<128; j++)
for (i=k ; i<MIN(k+16384,65536-256) ; i++) //define a MIN function to return minimum
A[i]=A[i]+A[i+j]; 现在，要计算缓存命中和丢失，一个缓存线可以容纳该数组的4个条目。当您第一次访问A时，这将是L1、L2和L3中的一次失败。当从内存中提取时，您不只是获取A，还将获取A1、A2和A3，因为一个背景色可以容纳它们的全部4个。
在同一条指令中，您还可以访问Ai+j，在本例中将是A1，这将是成功的。所以就像，
First iteration
A[i] - A[0] - Miss
A[i+j] - A[1] - Hit
Second Iteration
A[i] - A[1] - Hit
A[i+j] - A[2] - Hit
Third Iteration
A[i] - A[2] - Hit
A[i+j] - A[3] - Hit
Forth Iteration
A[i] - A[3] - Hit
A[i+j] - A[4] - Miss // This will cause to fetch A[4], A[5], A[6], A[7]A模式一直持续到L1被填充为止。
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原文链接：
https://stackoverflow.com/questions/43676711
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