Введение
1. Проблемы построения эффективной памяти вычислительных систем 10
1.1. Архитектура многоуровневой памяти 10
1.2. Типы кэш-памяти 15
1.3. Анализ моделей многоуровневой памяти 19
1.4. Выводы о направлениях работ 27
2. Анализ производительности двухуровневой памяти 30
2.1. Модель двухуровневой памяти 30
2.1.1. Описание модели 30
2.1.2. Операционные характеристики подсистемы памяти 32
2.1.3. Идеальная модель вытеснения блоков 34
2.1.4. Геометрическое распределение востребованности блоков памяти 36
2.2. Влияние размера блока на вероятность попадания в кэш 40
2.2.1. Полностью ассоциативный кэш 41
2.2.2. Множественный ассоциативный кэш 47
2.3. Влияние размера блока на среднее время доступа 53
2.4. Выводы 59
3. Исследование эффективности многоуровневои памяти 60
3.1. Описание модели многоуровневой памяти 60
3.2. Операционные характеристики многоуровневой памяти 61
3.2.1. Вероятность попадания в кэш заданного уровня 61
3.2.2 Среднее время доступа 66
3.3. Анализ влияния коэффициента ассоциативности на производительность подсистемы памяти 68
3.4. Выбор оптимального количества уровней памяти 74
3.5. Выводы 80
4. Подсистема памяти многопроцессорного вычислителя 82
4.1. Описание модели 82
4.2. Вычисление вероятностей состояний 86
4.2.1. Однопроцессорная вычислительная система 87
4.2.2. Двухпроцессорная вычислительная система 88
4.2.3. Трехпроцессорная вычислительная система 94
4.2.4. Четырехпроцессорная вычислительная система 97
4.2.5. Численный расчет вероятностей состояний подсистемы памяти многопроцессорного вычислителя 98
4.3. Операционные характеристики 99
4.4. Влияние параметров подсистемы памяти на ее производительность 103
4.5. Методика определения распределения востребованности блоков памяти вычислителем 115
4.5.1. Сбор статистики обращения процессора к памяти 116
4.5.2. Описание эксперимента 118
4.5.3. Вычисление процента промаха в кэш 121
4.6. Выводы 124
Заключение 127
Литература 129
