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申请/专利权人：山东浪潮科学研究院有限公司

摘要：本发明公开了一种基于GPGPU的Cache的替换方法及系统，属于GPGPU存储控制设计技术领域，基于GPGPU线程束访存动态统计实现Cache的替换，在GPGPU的处理单元中设计线程束的动态统计表，以线程束为单位，当数据Cache满时，通过设置一个阈值，设定一段时间内低于该阈值访问次数的线程束不会被存入数据Cache中，访问次数高于该阈值时，优先替换掉最不经常进行访存操作的线程束对应的数据Cache空间。本发明能够避免数据块频繁换入换出导致系统性能的缺失，将数据Cache的存储空间保留给具有较高访问频率的线程束。

主权项：1.一种基于GPGPU的Cache的替换方法，其特征在于，基于GPGPU线程束访存动态统计实现Cache的替换，在GPGPU的处理单元中设计线程束的动态统计表，以线程束为单位，当数据Cache满时，通过设置一个阈值，设定一段时间内低于该阈值访问次数的线程束不会被存入数据Cache中，访问次数高于该阈值时，优先替换掉最不经常进行访存操作的线程束对应的数据Cache空间；所述动态统计表，表项包括：Wid，代表本次访存的线程束ID；W_pc，代表线程束对应的访存指令的访存地址；W_counter，表示该线程束请求数据的次数的累加；W_threhold，表示被替换的阈值；W_valid，用来表示当前表项是否存在；W_select，表示该线程束的请求的数据是否存入到数据Cache中；数据Cache没满的情况下，动态统计表更新创建流程如下：在一开始运行时，数据Cache中没有任何数据，并且动态统计表中没有任何表项，当某一线程束发出的指令判定为存储加载指令时，动态统计表检查该线程束对应的表项是否存在；如果判定为否，即动态统计表中不存在这一个表项，则初始化一个对应的表项，并将W_vaild设置为true，同时由于数据Cache没满，便会将请求的数据存入数据Cache当中，设置W_select为true，表示该线程束请求的缓存行已经存在于数据Cache中了；如果判定为是，则说明该表项存在动态统计表中，对应的表项中的W_counter累加1，表示GPGPU处理单元又对该线程束对应的数据进行了请求，直接将数据Cache中该线程束对应的缓存行读出即可；数据Cache满的情况下，动态统计表更新创建流程如下：首先检测对应线程束的表项是否存在，若不存在，则创建新表项，同时请求的数据不存入数据Cache，即不进行数据Cache的替换；如果判定为对应表项存在动态统计表中，再进一步判断W_select是否为true，即判断该线程束的请求数据是否存在于数据Cache中；若存在于数据Cache中，直接覆盖原数据Cache中缓存行的数据；若不存在于数据Cache中，则比较W_counter是否大于W_threhold，如果为是，则替换掉数据Cache中W_counter较小的线程束对应的缓存块，如果为否，则不会进行数据Cache的替换。

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