가상주소 변환 과정에 대한 부담의 줄임

Peducing the Overhead of Virtual Address Translation Process

메모리의 계층적 구조는 메모리의 접근 속도를 개선하고 프로그래밍 공간을 확장 하는데 유용한 메카니즘이다. 그러나 이 구조는 데이타의 참조를 위해서 적어도 두번- 주소 변환을 위한 TLB 와 원하는 데이타를 위한 데이타 캐시-의 메모리 접근이 필요하다. 만약 캐시의 크기가 가상 메모리의 페이지 크기와 캐시 메모리의 연관 정도의 곱보다 커지면 TLB접근과 데이타 캐시의 접근을 병렬로 수행하기 어려우며, 따라서 프로세서 타이밍의 임계 경로가 길어져 성능에 영향을 미친다. 이들의 병렬 접근을 성취하기 위하여 직접 사상 TLB와 조그마한 완전 연관 사상 TLB를 결합하나 혼합 사상 TLB를 제 안한다. 전자는 TLB 접근에 따른 지연시간을 줄 일 수 있으며 후자는 전자로부터 발생한 충돌 부재를 제거할 수 있게 된다. 트레이스 구동 모의 실험 결과에 의하면 제안된 TLB 는 4개의 엔트리로만 구성된 완전사상 TLB를 추가하더라도 부재율의 상승에 의한 영향이 주소변환에 따른 지연시간 축소에 위하여 상쇄되므로 효과적이다.

Memory hierarchy is a useful mechanism for improving the memory access speed and making the program space larger by layering the memories and separating program spaces from memory spaces. However, it needs at least two memory accesses for each data reference : a TLB(Translation Lookaside Buffer) access for the address translation and a data cache access for the desired data. If the cache size increases to the multiplication of page size and the cache associativity, it is difficult to access the TLB with the cache in parallel, thereby making longer the critical timing path in the processor. To achieve such parallel accesses, we present the hybrid mapped TLB which combines a direct mapped TLB with a very small fully-associative mapped TLB. The former can reduce the TLB access time. while the latter removes the conflict misses from the former. The trace-driven simulation shows that under given workloads the proposed TLB is effective even when a fully-associative mapped TLB with only four entries is added because the effects of its increased misses are offset by its speed benefits.