研究紹介： 高速かつ正確なキャッシュ#12539;シミュレーション.pptxVIP

メモリ?アクセスの特徴を活用した高速かつ正確なメモリアーキテクチャ?シミュレーション法○小野貴継?　井上弘士?　村上和彰? ?九州大学大学院システム情報科学府 ?九州大学大学院システム情報科学研究院内容研究背景従来のメモリ?シミュレーション法の問題点提案手法メモリアクセスの特徴抽出小規模ベンチマーク?トレースの生成評価関連研究との比較まとめと今後の課題研究背景SoC (System on a Chip)等の早期市場投入に対する強い要求短期間で確実に設計することが必要アーキテクチャの早期決定は不可欠性能に与える影響が大きいことから，適切なメモリ?アーキテクチャを選択することは重要ソフトウエア?シミュレーションによってアーキテクチャを評価アプリケーション?プログラムの高機能化によるプログラム規模の拡大　?1回あたりのシミュレーション時間増加設計空間の拡大　?評価対象となるアーキテクチャが増加従来のキャッシュシミュレーション法メモリ?アクセス?トレースアプリケーション?プログラムメモリ?アクセス?アドレスXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXメモリ?アーキテクチャ評価シミュレータプロセッサ読み出し書き込み??メモリメモリ?アクセスtime ∝ Tsize × Nprogram × Ndesigntime ：　総シミュレーション時間Tsize ：　メモリ?アクセス?トレースサイズNprogram ：　アプリケーション?プログラムの数Ndesign ：　評価対象となるメモリ?アーキテクチャの数シミュレーション時間を短縮するには？アプリケーション?プログラムメモリ?アクセス?アドレスXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXメモリ?アーキテクチャ評価シミュレータプロセッサ読み出し書き込み??メモリ＜シミュレーション時間の短縮＞小規模ベンチマーク?トレースシミュレータの高速化メモリ?アクセス?トレースの削減＜特徴＞極めて小さい（数％程度）異なるメモリアーキテクチャに使用可能しかし???シミュレーション精度が低下精度を維持しつつトレースサイズを削減提案する高速かつ正確なキャッシュ?シミュレーション法の概要サブ?トレースメモリ?アクセス?アドレスサブ?トレースに分割時間（クロック?サイクル）特徴抽出クラスタリング代表サブ?トレース選出メモリ?アクセスの特徴抽出各アドレス?インターバルにおけるメモリ?アクセス数をカウント特徴抽出精度の向上のため３つの指標を追加アドレス2230221302アドレスインターバルSTEP2STEP121アクセス時間の平均値5.5390アクセス時間の標準偏差値サブ?トレースアクセス時間のアドレス間距離特徴抽出精度の向上（1/4）サブ?トレースアドレス各ブロックにおけるメモリ?アクセス数は同じ040004アドレスインターバル時間時間的バラツキが反映されていないアドレス040004平均値，標準偏差値を追加時間特徴抽出精度の向上（2/4）サブ?トレース平均値標準偏差値アドレス???0時間（クロック?サイクル）x0x1x2x3xN特徴抽出精度の向上（3/4）1000-1100269009000700-8000600-7000500-60004004000200-3000100-20000-10033平均値50.5標準偏差値28.91000-1100269009000700-8000600-7000500-60004004000200-3000100-20000-10033平均値50.5標準偏差値28.9アドレス?インターバルアドレス?インターバル特徴抽出精度の向上（4/4）サブ?トレースアドレス間距離アドレスy5y4y3y2y1アドレス間距離1,196アドレス間距離59,918y0時間0代表サブ?トレースの選出と重み付けクラスタCクラスタBクラスタリングK-平均法代表サブ?トレースの選出ランダム重み付けクラスタに属するサブ?トレースの数を重みとして用いる例）キャッシュ?ミス率の算出クラスタAランダムに選出クラスタBの代表クラスタCの代表クラスタAの代表k : クラスタ数access : 総メモリアクセス数missi : クラスタiにおけるミス数weighti : クラスタiに属するサブ?トレース数小規模ベンチマーク?トレースの生成代表サブ?トレースのみを用いたキャッシュ?シミュレーションコールド?スタート各代表サブ?トレースに直前のトレースをウォームアップ?トレースとして追加 ?小規模ベンチマーク?トレース+++代表サブ?トレースウォームアップ?トレース評価*/MP