Caching 如何计算三级缓存的有效CPI

我被一道作业题难住了，我希望有人能帮助我更好地理解它。我得到的是：

CPU基本CPI=2，时钟频率=2GHz

主缓存，未命中率/指令=7%

L-2缓存访问时间=15ns

L-2缓存，本地未命中率/指令=30%

L-3缓存访问时间=30ns

L-3缓存，全局未命中率/指令=3%，主存访问时间=150ns

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什么是有效消费物价指数

我的理解是，我需要计算每个缓存级别的未命中惩罚

• L1未命中惩罚=L2的访问时间=15ns/（1ns/2cc）=30个时钟周期
• 二级未命中惩罚=三级访问时间=30ns/（1ns/2cc）=60个时钟周期
• L3未命中惩罚=访问时间MM=150ns/（1ns/2cc）=300个时钟周期

现在我需要计算有效CPI。这就是我有点困惑的地方

我认为公式应该是：

CPI=基准CPI+（%L1 MR/Instr*L1失误处罚）+（%L1 MR/Instr）* %二级MR/Instr*L2未命中处罚）+%（全球MR/Instr*L3未命中处罚百分比）

如果我这样做，我会

消费物价指数=2.0+（0.07*30）+（0.07*0.3*60）+（0.03*300）=14.36

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在给我的老师发电子邮件后，因为班上没有人理解1-2分钟的全球和本地解释，我被告知我的答案很接近，但错了。如果有人能提供一些见解，甚至能给我一个好的教程，我将不胜感激。我能理解如何计算1级和2级缓存的有效CPI。跳到3让我很困惑

从另一个角度考虑可能会有所帮助。如果我们假设我们将执行1000000条指令，给定您的主缓存命中率，其中93%将命中，并且只需要2CPI。7%或70000将需要达到较低的缓存级别。在这70000中，70%（49000）将在L2中命中，需要15N（或30CPI）。剩下的21000个需要来自L3或更低级别。97%（20370）将在L3中命中，需要60CPI。其余630将需要300CPI的内存访问

因此，整个堆栈的总时钟数为930000*2+49000*30+20370*60+630*300，总计为4741200，如果指令计数为1000000，则有效CPI为4.7412

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这可能仍然不正确，因为我不完全确定在这个特定问题中，全球/本地未命中率之间的差异是什么，以及如何在这里应用它，但这至少显示了一种不同的方法来帮助理解这个问题。它还假设，例如，L2中60个时钟的未命中惩罚是整个惩罚-换句话说，在主时钟和L2中未命中并且必须从L3获取的访问是否只需要60个时钟，或者从L3获取到L2需要60个时钟，然后再额外30个时钟将其从L2获取到主时钟，然后是通常的2个时钟，L2未命中时总共92个时钟？也许这就是本地/全局的区别？WCU问题，对吗？我有同样的课

检查D2L。提供的完整第5章pdf第18-20页。必修的《计算机组织与设计》教科书对这类问题进行了相当详细的阐述。快速看一眼，我想你可能做了一些不正确的操作。正确的数字…错误的操作。我自己也在解决这个问题。如果我找到我的答案，我将在这里发布

嘿，伙计们，我也在242，我也不知道这是否正确，但是 这就是我得到的

主未命中惩罚=150ns/（1/2）=300次循环。L2未命中=15纳秒/（1/2） =30个循环。L3未命中=30 ns/（1/2）=60个周期

所以cpi=2+（.07*300）+（.07*.3*30）+（.03*60）=25.43

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嘿，所以我给他发了电子邮件询问这个解决方案

有效消费物价指数=2.0+.07 x 30+.30 x 60+.03 x 300=31.1

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他的回答是L1和L3是正确的，但我必须考虑L2的本地未命中率。我还不确定这意味着什么，但希望这一点信息能有所帮助。在与教授交谈后，他说这个公式是正确的，但告诉我他不能告诉我答案是否正确。他似乎暗示这是正确的，但这可能只是一个语言障碍的误解

如果是这样的话怎么办： 对于两级缓存，有效CPI为：

CPi=CPi（正常）+误判率1*误判率2+全球误判率*总误判率

对于三级缓存，它可能是：

CPI=CPI+误判率1*误判率2+（误判率2/误判率1）（误判率1+误判率2）+全球误判率（误判率1+误判率2+误判率3）

消费物价指数=2+7%x60+（7%/30%）x（60+30）+3%x（300+60+90）

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首先，谢谢你的回复。我做了一些和你一开始建议的相似的事情。在和我的教授再次交谈后，他说我的公式是正确的。我认为我的问题在于罚失点球。如果我读对了你的帖子，那也是你想要表达的。回到分析一些数字。相关讨论：