計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)2報告

計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)報告班級2010級實(shí)驗(yàn)日期2013.3.29實(shí)驗(yàn)成績姓名學(xué)號實(shí)驗(yàn)名稱 Cache性能分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、要求及器?1.加深對cache的基本概念，基本組織結(jié)構(gòu)以及基本工作原理的理解。 2.掌握cache容量，相關(guān)度。塊大小對cache性能的影響。 3.掌握降低cache不命中率的各種方法以及對這些方法對提高cache性能的好處。 4.理解LRU與隨即算法的基本思想以及它們對cache性能的影響。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、步驟及結(jié)果1. 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn) 1.cache容量對不命中率的影響：cache容量越大命中率越高,增速逐漸降低趨近于1。 2.相聯(lián)度對不命中率的影響：當(dāng)cache容量一定時，不命中率先是隨著相聯(lián)度增加而減小，但增加一定程度后，不命中率不會降低；當(dāng)相聯(lián)度相同，相聯(lián)度較小時，cache容量越大不命中率就越低，但相聯(lián)度達(dá)一定程度時，再增大cache容量就沒有意義。 3.cache塊大小對不命中率的影響：cache容量較小時，塊越大不命中率越大；cacher容量一定（較大），塊越大不命中率越低，一定程度不變。 4.替換算法對不命中率的影響：LUR和隨即算法的不命中率隨著相聯(lián)度的增加而減少且隨著cache容量增加而減少；在相聯(lián)度相同，cache容量相同時，使用LUR替換算法的不命中率比隨即算法的不命中率小；當(dāng)cache容量增大到一定程度，相聯(lián)度達(dá)到一定程度時，不命中率不會再降低，且與算法的選擇關(guān)系不大。2. 補(bǔ)充實(shí)驗(yàn) Cache預(yù)取的思想是什么：如果cache不命中，在把包括訪問字在內(nèi)的一塊取到cache中之后，還要把緊接著的下一塊也取到cache中。 在模擬器中，能否設(shè)計實(shí)驗(yàn)?zāi)MCache的預(yù)取過程？請設(shè)計實(shí)驗(yàn)直觀展示，并在檢查時加以說明：能；塊大小32B，預(yù)取地址塊號塊內(nèi)地址是否命中命中率000不命中100%40 4命中66.67%808命中50.0%6420不命中60.0%12840不命中71.43%120324命中62.50%13042命中55.56%不預(yù)?。旱刂穳K號塊內(nèi)地址是否命中000不命中404命中808命中16016命中6420不命中12840不命中120324不命中 預(yù)取對性能一定有提升。3. 思考題（調(diào)研內(nèi)容） Intel 酷睿i7 3610QM：3層cache,一層128kb,二層512kb,三層6M（共享） AMD 羿龍II X4 N970：2層cache,1層128kb,2層2M.都是分離cache。 4. 探究性實(shí)驗(yàn) 塊大小統(tǒng)一cache獨(dú)立cache64kb0.89%0.79%128kb0.60%0.53%256kb0.49%0.45%32kb1.42%1.52%16kb2.65%2.65%4kb4.48%4.16%Cache容量大于32kb時，小于8kb，獨(dú)立cache不命中率低于統(tǒng)一cache;Cache容量大于8kb小于32kb時，獨(dú)立cache不命中率高于統(tǒng)一cache.總結(jié) 總結(jié)：了解了cache容量，大小，相聯(lián)度，替換算法對cache性能的影響。實(shí)驗(yàn)過程遇到很多問題，通過和同學(xué)的溝通，理解并解決。附錄（源程序清單，如果有的話）