存儲器存取權限時間分析建模

Question

有關於解決給定這些數據的AMAT（平均存儲器存取時間）這樣的問題：

傳奇：高速緩存級別1 = L1高速緩存級別2 = L2主內存= M

L1, L2 and M's Hit Time are 1, 10 and 100 respectively whilst 
L1 Miss Rate is 5%, L2 5% and M 50%. 

在時鐘週期中查找AMAT。

試圖解決這個問題之後，這裏是我的解決方案：

AMAT's formula is = Hit Time X Hit Rate + Miss Penalty * Miss Rate 
Miss Penalty = AMAT for the next cache(say for example, AMAT of L2) 

所以我操縱的公式，結果弄成這個樣子：

AMAT = Hit Time L1 X Hit Rate L1 + AMAT L2 * Miss Rate L1 
AMAT L2 = Hit Time L2 X Hit Rate L2 + AMAT M * Miss Rate L2 
AMAT M = Hit Time M X Hit Rate M + [???] * Miss Rate M 

的說配方提供的數值看起來像這樣：

AMAT = 1 X .95 + AMAT L2 * .05 
AMAT L2 = 10 X .95 + AMAT M * .05 
AMAT M = 100 X .5 + [???] * .5 

所以我的第一個問題是，是米y公式是否正確？ 接下來，如何獲得M的Miss Penalty？

https://math.stackexchange.com/questions/982148/average-memory-access-time-formula-and-main-memorys-miss-penalty

Answer 1

你 「級聯」 扣除額是正確的。如果你錯過了L1，那麼數據必須從L2中取出，包括懲罰，並且如果你錯過了L2，則必須從RAM中取得涉及更高懲罰的數據。基於此，您的計算AMAT的方法是正確的。

現在，讓我們看看計算機體系結構。在L1之後你有L2，在L2之後可以有L3或者它可以是RAM。 RAM之後你有持久存儲（硬盤）。

但是，對HDD的訪問時間很難計算。多數分析器（例如perf，oprofile）只會讓您錯過緩存，並假設其餘讀取直接從RAM中獲取。通常情況下，現代計算機就是這種情況。從硬盤讀取標記爲I/O請求。 爲何難以計算硬盤存取時間？由於您的數據塊可能位於HDD上的任何位置，具體取決於碎片。在旋轉磁盤的情況下，數據位於磁讀取器附近時，訪問時間可能會更短。所以通常在計算AMAT時硬盤訪問時間很難預測。

這意味着如果問題陳述僅給出L1，L2，M命中時間，則無法計算HDD命中時間。然而，您可以使用性能分析器在實際應用中測量/估計它。

因此，在短期：

1. 是您的公式是否正確？ 是 - 從數學角度。從實際的角度來看，如果M命中率不是100％，就很難使用，一般沒有意義。

2. 如何計算M錯失懲罰？ 如果它沒有給出，你不能計算它。實際上，通過分析探查器輸出，您可以確定它是否適用於特定測量（由於上述原因，不能保證其將與另一測量相同）。

乾杯。