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영어

Latest computing environment use hierarchical memory to reducing performance decrease because of speed gap between processor and memory. In Hierarchical memory architecture, if higher level’s hit rate is high, average memory access time is reduce. So many studies for increasing higher level’s hit rate have been conducted. Victim cache is representative research for increasing direct mapped first level cache’s hit rate. Small size fully associative victim cache is added to same level of first level cache, then can increase direct mapped first level cache’s hit rate. Victim cache loads evicted blocks due to first level cache’s conflict misses and accessed simultaneously with first level cache by processor so can increase first level cache’s hit rate without decrease performance. But, when dirty block and clean block is loaded alternately in small size victim cache, these blocks can evicted because of newly loaded block whether the block have a chance for hit or not. This can make victim cache’s performance decrease. In this paper, we propose a victim cache partitioning architecture to solve the conventional victim cache’s problem. As a result of experiment, when first level cache associativity change 2-way to 16-way, proposed technique increase performance average 1.54% in integer program, and 0.43% in floating point program compared with conventional victim cache.

한국어

최신 컴퓨팅 환경에서는 메모리와 프로세서 사이의 처리속도 차이로 인한 성능 감소를 줄이기 위하여 계층적 메모리를 사용하고 있다. 계층적 메모리 구조에서는 상위 레벨에서 적중률이 커야 전체 평균 메모리 접근 시간이 감소하기 때문에 이를 증가시키기 위한 많은 연구들이 진행되어 왔다. 희생 캐쉬는 직접 사상 1차 캐쉬의 적중률을 향상시키기 위해 제안된 대표적인 상위 레벨 의 적중률 향상 연구 중 하나이다. 작은 크기의 완전 연관 구조를 가지는 희생 캐쉬를 1차 캐쉬 와 같은 계층에 추가하여 충돌 미스로 인해 저하되는 직접 사상 1차 캐쉬에서의 적중률을 증가 시킬 수 있다. 이러한 희생 캐쉬는 1차 캐쉬에서 충돌 미스로 인해 교체되는 블록들을 적재시키 는 방식으로 동작하면서 프로세서가 1차 캐쉬와 동시에 접근하게 함으로써 성능 감소 없이 1차 레벨 캐쉬의 적중률을 향상시키는 것이다. 하지만, 작은 크기의 희생 캐쉬에 더티 블록과 클린 블록이 번갈아 들어오게 되는 경우에는 더티 블록이나 클린 블록들이 새롭게 적재되는 블록들로 인해 재사용의 기회가 있었더라도 교체되면서 희생 캐쉬의 성능을 감소시킬 수 있다. 본 논문에 서는 이와 같은 기존 희생 캐쉬에서의 문제점을 해결하기 위해 블록의 특성에 따라 희생 캐쉬를 분리시켜 관리하는 구조를 제안하고자 한다. 실험 결과에 따르면, 동일한 크기의 1차 캐쉬의 사 상 방식을 2-way, 4-way, 8-way, 16-way로 하였을 때 제안 기법이 기존 희생 캐쉬와 비교하여 성능을 정수형 프로그램에서는 평균 약 1.54%, 부동소수점형 프로그램에서는 평균 약 0.43% 향상시킴을 확인할 수 있다.