如何計算3級緩存的有效CPI

Question

我絕望地陷入了家庭作業問題，我希望能幫助你更好地理解它。 這是我給的：

1. CPU基數CPI = 2，時鍾頻率= 2GHz
2. 主緩存，錯失率/指令= 7％
3. L-2緩存訪問時間= 15ns
4. L-2緩存，本地丟失率/指令= 30％
5. L-3緩存訪問時間= 30ns
6. L-3高速緩存，全局丟失率/指令= 3％，主存儲器訪問時間= 150ns

---

什么是有效的CPI ？

據我所知，我需要計算每個緩存級別的未命中罰分。

• L1未命中罰分= L2的訪問時間= 15ns /（1ns / 2cc）= 30個時鍾周期
• L2未命中罰分= L3的訪問時間= 30ns /（1ns / 2cc）= 60個時鍾周期
• L3未命中損失= MM的訪問時間= 150ns /（1ns / 2cc）= 300個時鍾周期

現在我需要計算有效CPI 。 這是我有點困惑的地方。

我相信公式應該是：

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

如果我這樣做，我明白了

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

---

在給我的導師發電子郵件后，因為班上沒有人理解全球和地方的1-2分鍾解釋，我被告知我的答案很接近，但錯了。 如果有人能夠提供一些見解，或者甚至指向一個好的教程，我將不勝感激。 我可以理解如何計算1級和2級緩存的有效CPI 。 跳到3會讓我感到困惑。

Answer 1

如果是這樣的話：對於兩級緩存有效的CPI是：

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

那么對於三級緩存它可能是：

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

從不同的方向思考它可能會有所幫助。 如果我們假設我們將執行1,000,000條指令，給定您的主要緩存命中率，其中93％將會命中，只需要2CPI。 7％或70,000將需要達到較低的緩存級別。 在70,000中，70％（49,000）將達到L2並且需要15ns（或30CPI）。 這留下了21,000，需要來自L3或更低。 97％（20370）將在L3中命中並需要60CPI。 剩余的630將需要300CPI的內存訪問。

因此，整個樁的總時鍾為930,000 * 2 + 49,000 * 30 + 20370 * 60 + 630 * 300，總計4,741,200，根據指令數1,000,000，有效CPI為4.7412。

這可能仍然不對，因為我不完全確定全球/本地未命中率在這個特定問題中的區別，以及如何在這里應用它，但這至少顯示了一種不同的方法來幫助理解這個問題。 它還假設，例如，在60個時鍾的L2中的未命中罰分是整個懲罰 - 換句話說，在主要和L2中丟失並且必須從L3獲取的訪問僅花費60個時鍾，或者它是否花費60個時鍾時鍾從L3獲取它到L2然后另外30個時鍾從L2到主要，然后是通常的2個時鍾，在L2未命中總共92個時鍾？ 也許這就是本地/全球的區別？

Answer 3

• 嘿伙計們，我也在242，我也不知道這是不對，但這就是我得到的......

  主要未命中罰分= 150ns /（1/2）= 300次循環。 L2未命中= 15 ns /（1/2）= 30個周期。 L3未命中= 30 ns /（1/2）= 60個周期。

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

Answer 4

嘿所以我通過電子郵件向他詢問了這個解決方案

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

他的回答是L1和L3是正確的，但我必須考慮L2的本地錯失率。 不確定這意味着什么，但希望這些小信息有所幫助

Answer 5

WCU問題吧？ 我有同一個班級。

檢查D2L。 提供完整的第5章pdf的第18-20頁。 所需的教科書“計算機組織與設計”詳細介紹了這些問題。 從快速瀏覽一下，我想你可能會做一些不正確的操作。 正確的數字......錯誤的操作。 我自己正在研究這個問題。 如果我找到答案，我會在這里張貼

Answer 6

在談到教授之后，他說這個公式是正確的，但告訴我他無法告訴我答案是否正確。 他似乎暗示它是正確的，但這可能只是語言障礙的誤解。