The invention discloses a GPU memory characteristics of heterogeneous multi-core architecture cache management method based on the first distinguish messages, different treatment to different messages from the CPU and GPU core L1 Cache GPU L1 Cache; if the requested data blocks in the L2 Cache, directly read the data block is returned GPU L1 Cache to; if the requested data blocks in L2 Cache, but L2 Cache idle, read the data into L2 Cache from MEMORY, and returns the data to the GPU L1 Cache; if the requested data blocks in L2 Cache and. L2 Cache not idle, directly sends a request message to the MEMORY, reads the message from the MEMORY, returned to the GPU L1 Cache, and writes the data corresponding to L1 Cache. The method of the invention reduces the required for the GPU application in L2 data replacement in Cache, the extra space for the CPU program, to enhance the performance of CPU applications, so as to enhance the overall performance of heterogeneous multi-core system.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于计算机体系缓存系统结构领域,尤其涉及一种基于GPU访存特性的异构多核架构缓存管理方法。
技术介绍
多核处理器在一个芯片上拥有多个功能相同的处理器核心,其主要通过主频和每时钟周期所执行的指令数来提高性能,并且多核处理器能很好的平衡功耗与性能的关系。但是,提升处理器的性能仅仅通过增加同种内核的方法存在一定的局限性,在系统达到极限值之后,处理器性能的提高就无法再随着内核数量的增加来实现了,这遵循著名的Amdahl定律。研究人员开始研究能替换同构CPU芯片的异构CPU芯片。异构多核处理器(HMP-Heterogeneous Multi-core Processor)将具有不同计算能力的处理器融合到一起,被广泛应用于航空航天、工业控制、仪器仪表等行业,以满足系统性能需求,降低功耗和成本。HMP由于集成了不同特点和性能的处理器核,可将不同类型的计算任务分配到不同类型的处理器核上并行处理,比如,快速复杂的核可以执行串行代码部分,而较简单的核则能并行处理数字,从而为不同需求的应用提供更加灵活、高效的处理机制,满足多种应用环境对系统实时性、功耗、可靠性和成本的要求,成为当今研究的热点。事实也证明在浮点运算、并行计算等方面,GPU可以提供数十倍乃至于上百倍于CPU的性能。异构多核处理器上CPU和GPU的集成,对共享片上资源提出新的挑战。最后一级共享Cache(The shared last-level Cache,简称共享LLC)是影响性能的最重要的共享资源。随着处理器和存储器之间速度差距的不断扩大,最后一级高速缓存对处理器访存性能的影响也将逐渐增大,最后一级 ...
【技术保护点】
一种基于GPU访存特性的异构多核架构缓存管理方法,其特征在于,异构多核架构由若干个CPU和GPU内核组成,所述CPU和GPU拥有各自的L1 Cache,共同访问L2 Cache,L1 Cache由L1 Cache Controller来控制,L2 Cache由L2 Cache Controller来控制,该方法包括如下步骤:步骤1、区分GPU核心和CPU核心的L1 Cache Controller;步骤2、跟踪消息传递过程,在每个消息上添加标志位来标记该消息的来源;步骤3、在L2 Cache Controller上进行消息类型判断,对来自CPU和GPU的L1Cache请求做不同处理;步骤4、在Directory Controller中判断,如果是该消息请求者,类型为L1 Cache,则触发事件执行,赋其消息请求者为L1 Cache,读取内存数据;步骤5、在Directory Controller的内存消息响应队列中判断,如果消息原始请求者类型为L1 Cache,则触发相应事件,将该数据发送给L1 Cache Controller;步骤6、在L1 Cache Controller中接收到 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于GPU访存特性的异构多核架构缓存管理方法,其特征在于,异构多核架构由若干个CPU和GPU内核组成,所述CPU和GPU拥有各自的L1 Cache,共同访问L2 Cache,L1 Cache由L1 Cache Controller来控制,L2 Cache由L2 Cache Controller来控制,该方法包括如下步骤:步骤1、区分GPU核心和CPU核心的L1 Cache Controller;步骤2、跟踪消息传递过程,在每个消息上添加标志位来标记该消息的来源;步骤3、在L2 Cache Controller上进行消息类型判断,对来自CPU和GPU的L1Cache请求做不同处理;步骤4、在Directory Controller中判断,如果是该消息请求者,类型为L1 Cache,则触发事件执行,赋其消息请求者为L1 Cache,读取内存数据;步骤5、在Directory Controller的内存消息响应队列中判断,如果消息原始请求者类型为L1 Cache,则触发相应事件,将该数据发送给L1 Cache Controller;步骤6、在L1 Cache Controller中接收到Directory Controller发回的数据时,将该数据块写入L1Cache,并...
【专利技术属性】
技术研发人员:方娟,郝晓婷,范清文,刘士建,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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