如何计算3级缓存的有效CPI

Question

我绝望地陷入了家庭作业问题，我希望能帮助你更好地理解它。 这是我给的：

1. CPU基数CPI = 2，时钟频率= 2GHz
2. 主缓存，错失率/指令= 7％
3. L-2缓存访问时间= 15ns
4. L-2缓存，本地丢失率/指令= 30％
5. L-3缓存访问时间= 30ns
6. L-3高速缓存，全局丢失率/指令= 3％，主存储器访问时间= 150ns

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什么是有效的CPI ？

据我所知，我需要计算每个缓存级别的未命中罚分。

• L1未命中罚分= L2的访问时间= 15ns /（1ns / 2cc）= 30个时钟周期
• L2未命中罚分= L3的访问时间= 30ns /（1ns / 2cc）= 60个时钟周期
• L3未命中损失= MM的访问时间= 150ns /（1ns / 2cc）= 300个时钟周期

现在我需要计算有效CPI 。 这是我有点困惑的地方。

我相信公式应该是：

CPI = BaseCPI +（％L1 MR / Instr * L1 Miss Misalty）+（％L1 MR / Instr *％L2 MR / Instr * L2 Miss Penalty）+（％Global MR / Instr * L3 Miss Penalty）

如果我这样做，我明白了

CPI = 2.0 +（0.07 * 30）+（0.07 * 0.3 * 60）+（0.03 * 300）= 14.36

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在给我的导师发电子邮件后，因为班上没有人理解全球和地方的1-2分钟解释，我被告知我的答案很接近，但错了。 如果有人能够提供一些见解，或者甚至指向一个好的教程，我将不胜感激。 我可以理解如何计算1级和2级缓存的有效CPI 。 跳到3会让我感到困惑。

Answer 1

如果是这样的话：对于两级缓存有效的CPI是：

CPi = CPI（正常）+ MissRAteL1 * MissPenaltyL2 + GlobalMissRAte * TotalMissPenalty

那么对于三级缓存它可能是：

CPI = CPI + MissRateL1 * MissPenaltyL2 +（MISSRATEL2 / MissRAteL1） （MissPEnaltyL1 + MissPEnaltyL2）+ GlobalMissRate （MissPEnaltyL1 + MissPEnaltyL2 + MissPEnaltyL3）

CPI = 2 + 7％+ X60（7％/ 30％）×（60 + 30）+ 3％×（300 + 60 + 90）..

Answer 2

从不同的方向思考它可能会有所帮助。 如果我们假设我们将执行1,000,000条指令，给定您的主要缓存命中率，其中93％将会命中，只需要2CPI。 7％或70,000将需要达到较低的缓存级别。 在70,000中，70％（49,000）将达到L2并且需要15ns（或30CPI）。 这留下了21,000，需要来自L3或更低。 97％（20370）将在L3中命中并需要60CPI。 剩余的630将需要300CPI的内存访问。

因此，整个桩的总时钟为930,000 * 2 + 49,000 * 30 + 20370 * 60 + 630 * 300，总计4,741,200，根据指令数1,000,000，有效CPI为4.7412。

这可能仍然不对，因为我不完全确定全球/本地未命中率在这个特定问题中的区别，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，在60个时钟的L2中的未命中罚分是整个惩罚 - 换句话说，在主要和L2中丢失并且必须从L3获取的访问仅花费60个时钟，或者它是否花费60个时钟时钟从L3获取它到L2然后另外30个时钟从L2到主要，然后是通常的2个时钟，在L2未命中总共92个时钟？ 也许这就是本地/全球的区别？

Answer 3

• 嘿伙计们，我也在242，我也不知道这是不对，但这就是我得到的......

  主要未命中罚分= 150ns /（1/2）= 300次循环。 L2未命中= 15 ns /（1/2）= 30个周期。 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

Answer 4

嘿所以我通过电子邮件向他询问了这个解决方案

有效CPI = 2.0 + .07 x 30 + .30 x 60 + .03 x 300 = 31.1

他的回答是L1和L3是正确的，但我必须考虑L2的本地错失率。 不确定这意味着什么，但希望这些小信息有所帮助

Answer 5

WCU问题吧？ 我有同一个班级。

检查D2L。 提供完整的第5章pdf的第18-20页。 所需的教科书“计算机组织与设计”详细介绍了这些问题。 从快速浏览一下，我想你可能会做一些不正确的操作。 正确的数字......错误的操作。 我自己正在研究这个问题。 如果我找到答案，我会在这里张贴

Answer 6

在谈到教授之后，他说这个公式是正确的，但告诉我他无法告诉我答案是否正确。 他似乎暗示它是正确的，但这可能只是语言障碍的误解。