添加二级缓存时计算内存停顿

Question

我正在尝试在添加二级缓存时计算每条指令的内存停顿周期。

我有以下给定值：

Direct Mapped cache with 128 blocks
16 KB cache
2ns Cache access time
1Ghz Clock Rate
1 CPI
80 clock cycles Miss Penalty
5% Miss rate
1.8 Memory Accesses per instruction
16 bit memory address

L2 Cache
4% Miss Rate
6 clock cycles miss penalty

据我了解，计算内存停顿周期的方法是使用以下公式：

Memory stall cycles = Memory accesses x Miss rate x Miss penalty

可以简化为：

Memory stall cycles = instructions per program x misses per instructions x miss penalty

我所做的是乘以1.8 x (.05 +.04) x (80 + 6) = 13.932

这是正确的还是我遗漏了什么？

Answer 1

首先，我不确定 L1 和 L2 的未命中惩罚的给定参数（L1 为 80 个周期，L2 为 6 个周期）。

按原样使用数据：

1. 每个时钟发出 1 条指令
2. 一条指令有1.8条内存指令。
3. 有 5% 的访问可能会错过 L1，还有 4% 的机会会错过 L2。如果你错过了 L1 和 L2，你只会访问主内存。那将是 .04 * .05 = 0.002 = 0.2% 这意味着每次内存访问，您很可能会访问当时的主内存 0.2%。
4. 由于每条指令有 1.8 次内存访问，您很可能会在每条指令中访问主内存 0.002 * 1.8 = 0.0036 = 0.36%。
5. 当您在 L1 和 L2 中都遇到未命中时，您将停滞 80 + 6 = 86 个周期（忽略任何优化）
6. 每条指令，您只会遇到.36% 主内存访问。因此，每条指令的内存停顿周期为.0036 * 86 = 0.3096