1、多核處理器經(jīng)歷了十幾年的發(fā)展,目前已經(jīng)成為處理器市場的主流。但是,由于結(jié)構(gòu)性差異,傳統(tǒng)的串行程序并不能在多處理器體系結(jié)構(gòu)下獲得性能提升。本文主要探討如何在片上多核處理器體系結(jié)構(gòu)下加速串行程序執(zhí)行。為解決這一問題,本文主要從兩個獨立的方向進行嘗試。
　　 片上多核處理器豐富的硬件資源為加速串行程序執(zhí)行性能提供了一種新的可能。更大的指令窗口和最后一級緩存能夠提升大多數(shù)串行程序的執(zhí)行性能。本文中,我們提出了一種簡單的虛擬窗口機制加速串

2、行程序執(zhí)行。方法的基本思想是將指令窗口中的長延遲指令發(fā)送到其它核,同時將最后一級緩存的換出塊發(fā)送到其它核的空閑緩存空間中,進而形成一個較大的指令窗口和最后_級緩存。所有的傳輸操作對程序員是透明的。一個核可以靜默的分享同一芯片上其它核的空閑硬件資源。方法的硬件開銷很小且容易實現(xiàn)。初步實驗證明該方法是提升片上多核微處理器平臺下串行程序性能的有效選擇。
　　 同時,本文提出了基于子組的適應(yīng)性緩存替換策略用以提升緩存性能。該方法將最后一

3、級緩存組分成多個子組,一定時間內(nèi)只有一個子組為活躍組其它子組為非活躍組。當(dāng)緩存失效發(fā)生時換出塊僅從活躍子組中選取。同時,每個緩存組都將設(shè)置一個計數(shù)器統(tǒng)計緩存失效數(shù),當(dāng)計數(shù)大于給定閾值,活躍子組將切換到相鄰子組。為了適應(yīng)程序行為的變化,方法采取了組競爭策略,動態(tài)從閾值池中選擇造成緩存失效最小的閾值。實驗證明,單核情況下,該方法相比傳統(tǒng)LRU策略獲得5.5％幾何平均性能提升,部分測試程序提升50％以上。多核實驗中獲得平均6％的吞吐量提升和平