İşlem değişikliklerinin etkisini azaltmak için komut önbelleği erişim gecikmesinin kodlanması
Encoding instruction cache access latency for mitigating the impact of process variations
- Tez No: 274961
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. İSMAİL KADAYIF
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2010
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 33
Özet
Daha küçük geometrili devrelerin üretilmesi teknolojik açıdan mümkün olurken, bu durum kanal genişliği, kapı oksit kalınlığı ve dopant iyon yoğunluğu gibi cihaz (transistor) karakteristiklerinde dramatik değişkenliklere yol açabilen kritik fiziksel parametrelerin kontrolünü son derece zorlaştırmaktadır. SRAM hücreleri küçük boyutlu transistorlarla tasarlandıklarından bu değişkenlikler SRAM' lerde daha yaygın olarak ortaya çıkabilmektedir. Bunun sonucu olarak aynı şekilde tasarlanmış devre bileşenlerinin erişim gecikmelerinde ve enerji tüketimlerinde dalgalanmalar söz konusu olabilmektedir. Örnek olarak bu, aynı önbelleğe ait farklı blokların farklı erişim gecikmelerine sahip olması anlamına gelmektedir. Bu problemle baş etmenin en basit yolu en yavaş erişim gecikmesi paradigmasını kullanmaktır. Diğer bir ifadeyle bu, bütün önbellek blokların erişim gecikmesinin en yavaş bloğun erişim gecikmesine sahip olduğunu kabul etmektir. Bu şekildeki düzenli önbellek yönetimi, basit olmasına rağmen performansta kayıplara yol açabilmektedir. Bu husus, bu yöntemin geleceğin yüksek performanslı işlemcilerde uygulanmasısın dezavantajlı kılar. Bu çalışmada biz, işlem değişkenliklerinin komut önbelleklerinde yol açtığı erişim gecikmelerinin olumsuz etkilerini azaltmak için derleyiciye dayalı bazı yöntemler üzerinde duracağız. Önerdiğimiz derleyici teknikleri, komutların erişim gecikmelerinin komutlarda kodlanması yeniliğini getirmektedir. Daha açık olarak ifade etmek gerekirse, bir komutun önbellek erişim gecikmesi o komuttan önce çalıştırılan komuta/komutlara kodlanır. Deneysel sonuçlarımız SPEC2000'a ait uygulamalar için geliştirdiğimiz uyarlanabilir önbellek yönetim yöntemlerimizin, işlem değişkenliklerinden kaynaklanan performans kayıplarını azaltmada oldukça etkili olduklarını göstermektedir. Buna ek olarak sonuçlarımız, kod yer değişikliğinin erişim gecikmeleri kodlaması ile kullanılması halinde performans kayıplarının daha da azaltılabileceğini göstermektedir. Örneğin, hem kod yer değişimi hem de kodlamayı kullanan yöntemlerimizden birinin, %30,2'lik performans kaybının %5,9'a indirilebilmesini sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
As technology moves toward finer process geometries, it is becoming extremely difficult to control the critical physical parameters such as channel length, gate oxide thickness, and dopant ion concentration, which in turn leads to dramatic variations in device characteristics. These variations are more pronounced in SRAM cells as they are typically designed with minimum sized transistors for density reasons, and they manifest themselves as fluctuations in access latencies as well as power consumptions of the identically-designed components. This means for example that the different lines of the same cache may have different access latencies. A simple solution to address this problem is to adopt the worst case latency paradigm, i.e., all the cache lines are assumed to have the latency of the slowest cache line. While this egalitarian cache management is simple, it may introduce a significant performance overhead, making it unfeasible for future high performance processors. In this study, we investigate several compiler techniques to mitigate the effect of process variation on the instruction cache. Our proposed techniques annotate the cache access latency of instructions within themselves. More specifically, the access latency of the cache set of the instruction to be accessed next is encoded in its predecessor instruction(s). Our experimental results with the SPEC2000 suite show that, using our adaptive cache management policies based on varying instruction cache access latencies, it is possible to reduce the performance overhead (resulting from process variation) significantly. In addition, our results also show that applying code relocation with encoding can reduce performance overheads even further. For example, using one of our schemes that employs both code relocation and encoding, we can cut the original 30.2% average performance overhead introduced by an access mechanism employing the worst case latency paradigm to 5.9%.
Benzer Tezler
- Al-iyon bataryalar için cus/ ni köpük elektrot üretimi ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Production of cus/ni foam electrode for al-ion batteries and investigation of their electrochemical properties
REYHAN SOLMAZ
Doktora
Türkçe
2025
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ
- Les Effets d'inflation sur les etats financiers des entreprises
Enflasyonun şirketlerin finansal yapılarına olan etkileri ve bunlardan arındırma yöntemleri
HASAN ÖZGÜR ULUDAĞ
- XAU/USD prıce predıctıon usıng deep learnıng: hyperparameter optımızatıon wıth bayesıan, grey-wolf and genetıc algorıthms
Derin öğrenme kullanarak XAU/USD fiyat tahmini: bayes, gri kurt ve genetik algoritmalarla hiperparametre optimizasyonu
MELİS KÜÇÜK
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesiİşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FERHAN ÇEBİ
- Sediman taşınım modellemesi ve yönetimi
Sediment transport modeling and management
ROUHOLLAH NASIRZADEHDIZAJI
Doktora
Türkçe
2022
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşaİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DİLEK EREN AKYÜZ
- Topology and bandwidth adaptation in optical WDM backbone networks with dynamic traffic
Değişken veri trafikli optik WDM omurga ağlarında topoloji ve bant genişliği uyarlama
AYŞEGÜL GENÇATA
Doktora
İngilizce
2003
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiKontrol ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET BÜLENT ÖRENCİK
