Question

（a）您将获得一个具有两级缓存（L1和L2）的内存系统。以下是规格：

L1缓存的命中时间：2个时钟周期
L1缓存的命中率：92％
对L2缓存的惩罚（L2的命中时间）：8个时钟周期
二级缓存命中率：86％
小姐对主内存的处罚：37个时钟周期
假设主存的命中率为100％。

给定具有37％数据传输指令（加载/存储）的2000指令程序，计算此场景的CPI（每指令的时钟周期）。

For this part, I calculated it like this (am I doing this right?):

(m1: miss rate of L1, m2: miss rate of L2)

AMAT = HitTime_L1 + m1*(HitTime_L2 + m2*MissPenalty_L2)
CPI(actual) = CPI(ideal) + (AMAT - CPI(ideal))*AverageMemoryAccess

（b）现在让我们添加另一级缓存，即L2缓存和主内存之间的L3缓存。请考虑以下事项：

错过对L3缓存的惩罚（L3缓存的命中时间）：13个时钟周期
L3缓存的命中率：81％
小姐对主内存的处罚：37个时钟周期
其他规格仍为（a）部分

对于相同的2000指令程序（具有37％的数据传输指令），计算CPI。

(m1: miss rate of L1, m2: miss rate of L2, m3: miss rate of L3)

AMAT = HitTime_L1 
         + m1*(HitTime_L2 + m2*MissPenalty_L2)
           + m2*(HitTime_L3 + m3*MissPenalty_L3)

此公式是否正确？在此公式中，我在何处将未命中罚分添加到主内存中？它应该加上L3的未命中罚款，但我不确定。

Answer 1

（a）如果您注意到MissPenalty_L2参数是您对主内存的惩罚，则AMAT计算是正确的。

CPI有点困难。首先，我们假设CPU没有流水线（顺序处理器）。

每条指令有1.37个存储器访问（一次访问获取指令，0.37由于数据传输指令）。理想情况是所有内存加入都在L1缓存中命中。所以，知道：

CPI(ideal) = CPI(computation) + CPI(mem) = 
             CPI(computation) + Memory_Accesses_per_Instruction*HitTime_L1 =
             CPI(computation) + 1.37*HitTime_L1

对于实内存，平均内存访问时间为AMAT，因此：

CPI(actual) = CPI(computation) + Memory_Accesses_per_Instruction*AMAT =
              CPI(ideal) + Memory_Accesses_per_Instruction*(AMAT - HitTime_L1) =
              CPI(ideal) + 1.37*(AMAT - HitTime_L1)

（b）您的AMAT计算错误。在L2错过之后，它会跟随L3访问，可以是命中或未命中。尝试自己完成练习。

计算3级缓存的实际/有效CPI

1 个答案: