Laboration 2

Laboration 2
I den förenklade prestandamodellen har vi inte tagit hänsyn till inverkan av cacheorganisationen på hit-ratio och
accesstid. I själva verket beror hit-ratio på cacheorganisationen och programbeteendet, P. H är således en funktion
av dessa, dvs H = H( O, P ). Vidare gäller att accesstiden för cachen beror av cacheorganisationen, dvs
A 1 = A 1 ( O ). Eftersom det inte finns något icke-trivialt analytiskt uttryck för dessa funktioner, är enda sättet att via
experiment studera inverkan av cacheorganisationen och programbeteendet på dessa.
Låt oss nu studera hur hit-ratio varierar i tiden under det att ett program exekveras.
Uppgift 2.8
Starta simulatorn med programmet example1. Välj en direktavbildande cache med 64 ord och 2 ord/block. Exekvera
programmet i full fart (med Go ). Tag därefter upp show-menyn (mittersta musknappen) och välj alternativet
Show Hitgraph, All. Efter en stund kommer ett diagram upp. I diagrammet ser man hur hit-ratio varierar
med tiden. Tag även upp lokalitetsgrafen för instruktionsreferenser.
Förklara varför hit-ratio till en början är mycket låg
Svar: _____________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________
Vad beror variationerna i hit-ratio i mitten av grafen på
Svar: _____________________________________________________________________________________
Varför sjunker hit-ratio i slutet Ledning: Studera programlistan
Svar: _____________________________________________________________________________________
———————————————————————————————————— Slut på uppgift 2.8
Cachestorlekens inverkan på hit-ratio
Vi skall nu studera cachestorlekens inverkan på hit-ratio.
Uppgift 2.9
Ändra cachens organisation enligt följande. Välj en direktavbildande cache på 16 ord som utnyttjar write-through
och med blockstorleken 1 ord.
Vi skall bara studera instruktionsreferenser. Vi väljer därför en cache som endast cachar instruktioner. Välj därför
Cache Type = Instr. cache i samma meny som du väljer övriga cache parametrar.
Exekvera programmet i full fart. Tag därefter upp Show result och fyll i uppgifterna i tabellen nedan. Gör om samma
mätningar för de cachestorlekar som finns upptagna i tabellen. Se hela tiden till att du har en direkt-avbildande
cache. Rita in mätpunkterna i diagrammet och besvara därefter frågorna nedan.
S (cachestorlek) H (total hit-ratio)
16
32
64
128
15
Laboration 2
H
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
S
16 32 64 128
Studera diagrammet du upprättat.
Vid en viss cachestorlek ger ytterligare ökning av storleken endast marginell ökning av hit-ratio. Vilken storlek
avses
Svar: _____________________________________________________________________________________
Vilken hit-ratio erhålls vid denna cachestorlek
Svar: _____________________________________________________________________________________
Jämför cachestorleken med den adressrymd som refereras av den inre for-loopen (se uppgift 2.2). Kommentar
Svar: _____________________________________________________________________________________
———————————————————————————————————— Slut på uppgift 2.9
Blockstorlekens inverkan på hit-ratio
Uppgift 2.10
Använd samma program som tidigare (example1). Välj en direkt-avbildande cache som utnyttjar write-through.
Låt cachen vara 32 ord i storlek.
Vi skall nu låta vår cache lagra såväl data som instruktioner. Välj därför Cache type = Cache.
Ställ in cachens accesstid till 10 ns, minnets accesstid till 100 ns och minnesbredden till 1. CPUns klockcykeltid
(t CPU ovan) skall vara 10 ns.
16