본 논문에서 제안하는 우회 기능이 확장된 스택 처리는
BIP-Bypass
교 체 정책을 스택 처리할 수 있다.
실시간으로BIP-Bypass
교체 정책을 사 용하는 다양한 용량의 캐시의 캐시 용량 요구량을 알아내려면 우회 기능 이 확장된 스택 처리를 위한 하드웨어가 필요하다.
우회 기능이 확장된 스택 처리를 위해서는 우선순위 리스트와 스택을 하드웨어로 구현해야 한다
.
크기C+1
인 캐시의 스택의 원소 와 희생 블록 의 계산은 이전 단계의 와 그 우선순위에 의존 하기 때문에,
스택은 파이프라인(Pipeline)
형태로 구현하는 것이 자연스럽 다.
하지만 우선순위 리스트는 파이프라인 형태로 구현하지 않는다.
새로 운 블록을 우회시켰을 때 그 블록이 우선순위 리스트에 존재하지 않는 경우에는 리스트에 그 블록을 삽입하지 않는다
.
이 경우 그 블록이 우선순 위 리스트에 존재하지 않는지 여부를 알아내려면 우선순위 리스트 전체를 접근해 봐야 한다.
그런 다음 다시 우선운위 리스트를 수정해야 한다.
따 라서 우선순위 리스트는 파이프라인 형태로 구현하지 않는다.
(ㄱ) (ㄴ)
그림 3.7 우선순위 리스트와 스택의 개념적 하드웨어 구조
그림
3.7
은 우선순위 리스트와 스택의 개념적 하드웨어 구조를 보여준 다.
스택의 모든 단계에서 새로운 블록의 우선순위 값이 필요하기 때문에 우선순위 리스트를 접근하고 난 후 스택을 접근한다.
새로운 블록의 주소 로 우선순위 리스트를 접근하면 그 블록이 우선순위 리스트의 어떤 위치 에 있는지 알려준다.
또한 적중한 블록을MRU
우선순위 위치로 옮긴다.
각각의 스택 원소는 각 원소의 우선순위를 저장하기 위해Pri
필드를 가 지고 있다.
본 구현에서는 높은Pri
값이 낮은 우선순위를 의미한다.
그림
3.7 (ㄱ)
은 그림3.2 (ㄱ)
에 해당하는 우선순위 리스트와 스택을 보여준다
.
스택의Pri
값은 대응하는 우선순의 리스트에서의 위치를 가리키고 있다
.
그림3.7 (ㄴ)
은 그림3.2 (ㄹ)
에 해당되며,
블록‘b’
를 우회하는모습을 보여준다
.
우회할 경우 캐시의 내용이 바뀌지 않기 때문에 스택의 내용은 바뀌지 않는다.
하지만 우선순위는 변하기 때문에 그에 따라Pri
값이 변한 모습을 볼 수 있다.
블록‘b’
의Pri
는1
이 되며,
블록‘b’
보다 작은 우선순위인 블록의
Pri
값은1
씩 늘어난다.
이때 블록‘b’
의Counter
값이1
이 증가하며,
이는 임계 용량이4
인 캐시 접근이 하나 늘었다는 것 을 의미한다.
그림 3.8 스택 파이프라인의 C+1 단계
그림
3.8
은 스택 파이프라인의C+1
단계이다. new ref
는 새롭게 캐시를 접근하는 주소를 의미하며, Pri(A)
는 블록A
의 우선순위 값을 의미한다.
new ref
와 우선순위 리스트에서 얻은new ref
의 우선순위 값을 가지고스택 파이프라인의 첫 번째 단계를 시작한다
.
스택 파이프라인의
C+1
단계는C+1
번째 스택 원소에 해당한다. C+1
단계는 와 의 우선순위 값을 가지고 과
를 계산한 후 를 다음 단계에 넘겨준다
.
그림
3.8
의 녹색 상자는 스택의C+1
번째 원소 와new ref
를 비교하여,
동일하면Counter
를 증가시킨다.
이 경우 임계 용량C+1
인 캐 시 접근이 하나 증가한 것이다.
파란 상자는 스택의
C+1
원소를 갱신한다.
지난 장에서 소개한 스택 갱신에 따라 가 가 크면,
가 로 되고 가 로 된다
.
그렇지 않다면 가 로 되고 가 그대로 로 된다
.
보라색 상자는 스택의
C+1
번째 원소의Pri
값을 조정한다.
이 보다 작다면
,
값을1
증가시킨 다.
가new ref
와 같다면 에1
을 저장한다.
이는 우 선순위 리스트에서 적중한 블록이MRU
위치로 이동하는 것과 대응한다.
스택 파이프라인의 첫 단계는 다른 단계들과 조금 다르다
.
그것은 우회 할지 여부를 결정하는 우회 결정 회로를 포함한다.
우회 결정 회로는 미 리 정의된 높은 확률로 우회 결정 신호를 보내며,
이 신호는 나머지 단계 로 퍼져 나간다.
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