9、利用运行时自适应解决缓存行窃取问题

利用运行时自适应解决缓存行窃取问题

1. 缓存行窃取数据量计算难题

计算被窃取的数据量并非易事。在基于硬件的预取机制中，供应商不一定会给出预取距离。而在软件环境下，如果能直接访问数组，计算则相对容易。

2. 实验设置

• 硬件环境 ：采用Xeon（2.0 Ghz）Core 2系统，共有4个核心（2×2核心），由两个双核处理器共享2GB主内存。L1D缓存（32 KB）为每个核心私有，L2缓存（统一，同时存储指令和数据）由每组2个核心（相邻核心）共享，大小为4MB。Core 2核心是乱序、超标量处理器，支持SIMD指令（SSE）。两级缓存都内置了能够分析内存地址流并触发预取的硬件预取器（DPL），还具备“相邻缓存行预取”机制，会系统地预取正在获取的缓存行之后的那一行。
• 软件工具 ：使用Intel的C编译器（icc v11.1）作为参考编译器。主要通过RDTSC指令精确计算已用周期数，同时使用Intel的性能调优工具（PTU）测量周期和指令计数。利用icc的OpenMP特性实现实验中的并行化。
• 实验方法 ：每个内核先运行一次，将数据放入缓存层次结构，然后运行2000次并取平均值（针对周期计数），每次运行重复100次，选取最低的平均结果（以周期计），即保留最佳性能，以确保实验中因操作系统等因素产生的噪声最小。此外，重复循环还有一个有趣的副作用：如果数组足够小，能放入特定缓存级别（如L2），第一次迭代会将数组初始加载到L2缓存中，后续迭代则可直接在L2中找到它们。所有数组都按页边界对齐。由于数据能放入缓存且进行了足够