ارائه یک راهکار جهت کاهش مصرف توان و افزایش کارآیی در حافظه نهان

مطالعات فراوانی تأثیر قابل توجه حافظه های نهان را برای تعریف یک پردازنده با انرژی مصرفی کم و کارایی بالا نشان داده اند. این امر ناشی از کاهش تعداد نهایی دسترسی ها به سطوح بالاتر سلسله مراتب حافظه می باشد که به مراتب کندتر و پر مصرف تر از حافظه نهان می باشند. اما ارجاعات حافظه بصورت نامتوازنی در فضای محدود حافظه های نهان پراکنده می شوند، که این امر سبب تداخل دسترسی ها در برخی خانه های پر مراجع? حافظه نهان می شود؛ و این درحالیست که سایر خانه های حافظه نهان کم استفاده باقی می مانند. ما روشی را پیشنهاد می کنیم که در آن، با عبور برچسب آدرس از میان توابع درهمنهی، کم استفاده ترین خانه های حافظه نهان به منظور جایگزینی آدرس دهی می شوند. بنابراین، مسئله تداخل دسترسی ها، با توزیع یکنواخت دسترسی ها در خانه های حافظه نهان تا حد بسیار خوبی قابل حل می باشد. متوسط کاهش نرخ عدم اصابت در حافظه های نهان متوازن شده با ظرفیت های 4، 8، 16 و 32 کیلوبایت، در مقایسه با حافظه های نهان با سیاست جایگزینی نگاشت مستقیم، 7/37% و 3/48% بترتیب در حافظه نهان دستورالعمل و حافظه نهان داده می باشد. این کاهش نرخ عدم اصابت منجر به 3/7% بهبود کارایی پردازنده می شود. همچنین، 0/15% و 6/20% بترتیب در مصرف انرژی توسط حافظه نهان دستورالعمل و حافظه نهان داده صرفه جویی می شود. در مقایسه با روش های پیشین که با هدف ارائه حافظه نهان متوازن پیشنهاد شده اند، این تکنیک انرژی اضافی در هر دسترسی مصرف نمی کند، و تنها کمتر از 2% انرژی اضافه در هر عدم اصابت مصرف می شود.