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Last Level Cache에서 캐시 실패율을 줄이기 위한 그룹 기반 교체 알고리즘

원문정보

Group-Based Replacement Algorithm to Reduce Cache Miss in Last Level Cache

김재민, 정성우

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초록

영어

Caches were proposed to overcome the slow access speed of the memories compared to the microprocessors, and improve the performance of the system. In order to maximize the performance of the cache, many studies have been done. Among them, many of the researches focused on finding the optimal cache replacement algorithm. However, most of the studies were mainly focusing on the high level caches. The last level cache with relatively larger capacity, may have some unique properties different from the higher level caches. Therefore, using the same replacement algorithm that high level caches use, does not always result in best performance. In this paper, we propose a group based cache replacement algorithm that focuses on the properties of the LLC. In our proposed algorithm, the victim cache is selected based on data group, assuming that array data are more likely to be reused. We evaluated our proposed group based replacement algorithm on the LLC against the LRU algorithm. Cache miss rate of our proposed algorithm was 8.5% lower compared to the LRU algorithm. The result may vary depending on the methods for determining groups. We leave this as future work.

한국어

마이크로프로세서에 비해 상대적으로 느린 메모리의 속도를 극복하고, 시스템의 성능을 향상시키기 위하여 캐시가 도입되어 사용되고 있다. 이러한 캐시의 성능을 더욱 향상시키기 위하여 많은 노력들이 이루어지고 있으며 그러한 노력 중 하나로 최적화된 교체 알고리즘을 찾기 위한 연구들이 이루어지고 있다. 하지만 이러한 연구의 대부분은 상위 레벨 캐시에 집중되어 있다. 용량이 상대적으로 큰 최하위 레벨 캐시의 경우 상위 캐시에서와는 다른 특성들 을 가질 수 있다. 그렇기 때문에 상위 레벨 캐시와 똑같은 교체 알고리즘을 적용할 경우 최적의 성능을 보이지 못 하는 경우가 많다. 본 논문에서는 이러한 LLC (Last Level Cache)의 특성에 초점을 맞추어 그에 적합한 그룹 기 반 캐시 교체 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘에서는, 큰 배열에 속한 데이터가 다시 사용될 가능성이 높은 점을 감안하여, 데이터 그룹을 기반으로 교체될 캐시 라인을 선택한다. 본 논문에서는 제안하는 그 룹 기반 교체 알고리즘을 LLC에 적용하여 실험해보았으며, 이때의 캐시 실패율이 LRU 알고리즘과 비교하여 8.5% 낮게 나타났다. 이때, 그룹을 정의하는 방법에 따라 성능에 차이를 보일 수 있으며, 이에 대한 연구는 추후연구로 남겨둔다.

목차

요약
 Abstract
 1. 서론
 2. 관련 연구
 3. LLC의 특성을 고려한 캐시 교체 알고리즘
  3.1 그룹 기반 교체 알고리즘
  3.2 구현
 4. 성능 평가
  4.1 실험 환경 및 하드웨어 비용
  4.2 실험 결과
 5. 결론
 참고문헌

저자정보

  • 김재민 Jae Min Kim. 고려대학교 컴퓨터통신공학부
  • 정성우 Sung Woo Chung. 고려대학교 컴퓨터통신공학부

참고문헌

자료제공 : 네이버학술정보

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