Simulações usando o SimpleScalar Sim-Cache

Páginas: 6 (1400 palavras) Publicado: 17 de setembro de 2014














Simulações usando o SimpleScalar Sim-Cache























Introdução

Este trabalho visa realizar simulações utilizando o simulador SimpleScalar Sim-Cache com os benchmarks mm e gcc para verificar o impacto dos vários compromissos da performance da memória cache.

Perguntas e Respostas

a) Investigar a influência do tipo demapeamento empregado (direto, associativo por conjunto e totalmente associativo).

 Qual(is) linhas da tabela não necessita de algoritmo de substituição? Porque?
A primeira linha da tabela não necessita de algoritmo de substituição, pois a organização da cache é um mapeamento direto. Dessa forma o bloco a ser substituido é escolhido através do indice, devido ao fato do conjunto possuirapenas um bloco.

 Identifique o mapeamento de cada linha da tabela. (Ex: 2-way, mapeamento direto, totalmente associativo).
-primeira linha: mapeamento direto
-segunda linha: 2-way
-terceira linha: 4-way
-quarta linha: 8-way
-quinta linha: 16-way
-sexta linha: 32-way
-sétima linha: totalmente associativo

 Considerando-se que as caches de dados e instruções estão separadas,qual a melhor combinação (em termos da menor taxa de misses obtida) entre cache de instruções e de dados?
Analisando as tabelas exibidas abaixo, concluímos que o melhor desempenho dacache de instruções (Icache) ocorreu quando a cache possuia associatividade 8 e 8 conjuntos. Agora, para a cache de dados (Dcache) o melhor desempenho obtido foi quando tinhamos uma organização completamenteassociativa, ou seja, 1 conjunto e 64 blocos.

 Qual o comportamento das duas cachês quando do aumento da associatividade (e conseqüente diminuição do número de conjuntos)? Porque?
Para a cache de instruções, analisando o benchmark “mm”, não observamos um ganho no desempenho se aumentarmos a associatividade, pois a taxa de misses permanece constante. Já para o benchmark “gcc”, o aumento daassociatividade gera uma diminuição na taxa de missies, mas essa melhora se torna insignificante a certo ponto. Isso acontece devido característica de cada benchmark, pois temos o “mm” que é orientado a dados e o “gcc” orientado a controle mas que ao mesmo tempo trata com dados na leitura e na escrita, essencialmente seqüenciais.






b) Investigar a influência da variação do tamanho do bloco nodesempenho da cache

 Qual o comportamento observado para as duas caches em termos de percentual de faltas no acessos quando o tamanho do bloco cresce?
Nota-se que quando temos blocos muito pequenos os miss rate é maior do que quando temos blocos de tamanho intermediário, mas ao adotarmos blocos grandes o miss rate cresce e isso se deve ao fato de ter poucas linhas na cache.

 Como vocêexplicaria os comportamentos observados para as caches de instruções e de dados separadamente?
Na cache de dados, os dados estão distantes um do outro, por isso, não é aconselhável explorar a localidade deles, pois aumentando o tamanho do bloco, diminui-se a quantidade de blocos da cache tendo uma pequena probabilidade de encontrarmos os dados. Já na cachê de instruções, o aumento do tamanho dobloco ajuda na localidade das mesmas, pois as próximas instruções estão, geralmente, próximas da instrução atual, diminuindo, assim, a taxa de misses.

 Qual é o melhor tamanho de bloco para a cache de instruções e para a cache de dados? É o mesmo tamanho de bloco? Se não, porque?
Levando em conta os resultados obtidos nos dois benchmarks observamos que para cachê de instruções o melhortamanho de bloco é de 256 bytes, já para cache de dados o melhor tamanho de bloco é de 64 bytes. Essa diferença se deve pelo fato de que ao aumentarmos o tamanho de um bloco o principio da localidade espacial é melhor aproveitado e a probabilidade de instruções se encontrarem na cache aumenta, porém isso não acontece com a cache de dados. Então um bloco com tamanho intermediário é mais aconselhavel...
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