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通过压缩增强吞吐量处理器中的地址转换

作者:

马赫穆特·泰兰坎德米尔,

拉米旋律，以及

六月杨作者信息和声明

第20届ACM并行体系结构和编译技术国际会议论文集

2020年9月

页191-204

https://doi.org/10.1145/3410463.3414633

出版:2020年9月30日出版历史

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摘要

在CPU-GPU异构平台上，多个计算引擎之间的高效内存共享在塑造整体应用程序性能方面发挥着重要作用。统一虚拟内存（UVM）是一项很有前途的功能，它允许全局可见的数据结构和指针，以便GPU可以访问CPU侧的物理内存空间，并利用主机操作系统分页机制，而无需显式编程。然而，保证性能的一个关键要求是地址转换的有效硬件支持。特别地，我们观察到GPU执行在UVM环境中遭受高TLB未命中率，特别是对于不规则和/或内存密集型应用。在本文中，我们提出了简单而有效的地址转换压缩机制，以提高GPU TLB命中率。具体来说，我们探索并利用GPU应用程序执行期间的TLB可压缩性，以最小的运行时开销设计高效的地址转换压缩。22个应用程序的实验结果表明，我们提出的方法显著提高了GPU TLB命中率，这意味着平均性能提高了12%。特别是，对于16个不规则和/或内存密集型应用程序，性能改进达到69.2%，平均16.3%。

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引用人

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黄W杜Y刘敏（Liu M）(2023)通过组内共享TLB加速GPU性能第52届并行处理国际会议记录10.1145/3605573.3605593(705-714)在线发布日期：2023年8月7日
https://dl.acm.org/doi/10.1145/3605573.3605593
Gosakan K公司韩J库兹梅尔W穆巴雷克一世慕克吉N斯里拉姆·K塔利亚维尼G西部E折弯机M巴塔查吉A康威A法拉赫-科尔顿M甘地J约翰逊R坎南S波特D阿莫特T杰格尔NSwift M银行(2023)马赛克页面：大TLB覆盖小页面第28届ACM编程语言和操作系统体系结构支持国际会议记录，第3卷10.1145/3582016.3582021(433-448)在线发布日期：23年3月25日
https://dl.acm.org/doi/10.1145/3582016.358202021
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索引术语

通过压缩增强吞吐量处理器中的地址转换
1. 计算机系统组织
  1. 体系结构
    1. 其他架构
      1. 异构（混合）系统
    2. 并行体系结构
      1. 单指令，多数据

建议

通过共享和溢出感知TLB设计改进多GPU中的地址转换
MICRO’21:MICRO-54:54届IEEE/ACM国际微体系结构年会

近年来，不断增长的应用程序复杂性和输入数据集大小推动了多GPU系统作为许多应用领域理想的计算平台的流行。在使用多个GPU时直观地暴露。。。
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DUCATI：通过扩展GPU加速系统的TLB范围实现高性能地址转换

传统的片上TLB层次结构无法完全覆盖不断增长的应用程序工作集大小。更糟糕的是，即使使用页面遍历缓存，Last-Level TLB（LLT）未命中也需要多次访问页面表。因此。。。
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多页面结构的高效地址转换
ASPLOS’17：第二十二届编程语言和操作系统体系结构支持国际会议论文集

处理器和操作系统（OS）支持多种内存页面大小。超级页面增加了Translation Lookaside Buffer（TLB）的命中率，而小页面提供了细粒度的内存保护。理想情况下，TLB应该在任何。。。
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问询处

发布于

封面图片ACM会议

第20届ACM并行体系结构和编译技术国际会议论文集

2020年9月

505页

国际标准图书编号：9781450380751

内政部：10.1145/3410463

总主席：
维维克·萨卡尔
乔治亚理工学院
,
项目主席：
海森·金
乔治亚理工学院

版权所有©2020 ACM。

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赞助商

SIGARCH:ACM计算机体系结构特别兴趣小组

出版商

计算机协会

美国纽约州纽约市

出版历史

出版：2020年9月30日

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研究文章

资金来源

国家科学基金会
匹兹堡大学

会议

20年10月

赞助商：

三角拱

PACT’20：并行体系结构和编译技术国际会议

2020年10月3日至7日

GA，虚拟活动，美国

接受率

471份提交文件中的总体接受率121份，26%

即将召开的会议

24年10月

赞助商：
卷烟

并行体系结构和编译技术国际会议

2024年10月14日至16日

南加州，加利福尼亚州，美国

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李B郭Y王毅贾勒尔A杨杰（Yang J）唐X(2023)IDYLL：通过轻量级PTE失效增强多GPU中的页面翻译第56届IEEE/ACM微体系结构国际研讨会论文集10.1145/3613424.3614269(1163-1177)在线发布日期：2023年10月28日
https://dl.acm.org/doi/10.1145/3613424.3614269
黄W杜Y刘敏（Liu M）(2023)通过组内共享TLB加速GPU性能第52届并行处理国际会议记录10.1145/3605573.3605593(705-714)在线发布日期：2023年8月7日
https://dl.acm.org/doi/10.1145/3605573.3605593
Gosakan K公司韩J库兹梅尔W穆巴雷克一世慕克吉N斯里拉姆·K塔利亚维尼G西部E折弯机M巴塔查吉A康威A法拉赫-科尔顿M甘地J约翰逊R坎南S波特D阿莫特T杰格尔NSwift M银行(2023)马赛克页面：大TLB覆盖小页面第28届ACM程序设计语言和操作系统体系结构支持国际会议论文集，第3卷10.1145/3582016.3582021(433-448)在线发布日期：2023年3月25日
https://dl.acm.org/doi/10.1145/3582016.3582021
李B尹J钻孔A张Y杨杰（Yang J）唐X(2023)Trans-FW：通过远程转发实现多GPU系统中的短路页表漫游2023年IEEE高性能计算机体系结构（HPCA）国际研讨会10.1109/HPCA56546.2023.10071054(456-470)在线发布日期：2023年2月
https://doi.org/10.1109/HPCA56546.2023.10071054
李B王毅唐X(2023)用于改进GPU中地址转换的协调调度和分区2023年第60届ACM/IEEE设计自动化会议（DAC）10.1109/DAC56929.2023.10247943(1-6)在线发布日期：2023年7月9日
https://doi.org/10.109/DAC56929.2023.10247943
业务伙伴Jawalkar N公司巴苏A哈达维拉斯N坎帕诺尼S格罗特B卡普斯库U(2022)MCM GPU的虚拟内存系统设计第55届IEEE/ACM微体系结构国际研讨会论文集10.1109/微缩56248.2022.00036(404-422)在线发布日期：2022年10月1日
https://dl.acm.org/doi/10.109/MICRO56248.2022.00036
杜Y刘敏（Liu M）杨Y张M唐X(2022)通过基于相邻目录表的TLB间共享提高GPU性能2022年IEEE第40届国际计算机设计会议（ICCD）10.1109/ICCD56317.2022.00031(146-153)在线发布日期：2022年10月
https://doi.org/10.109/ICCD56317.2022.00031
Jeong D（郑德）公园J金·J(2022)Demand MemCpy:异构计算中计算和数据传输的重叠IEEE接入10.1109/访问2022.319527110(79925-79938)在线发布日期：2022年
https://doi.org/10.109/ACCESS.2022.3195271
科特拉J勒比恩M坎德米尔M卢·G(2021)利用未充分利用的片上资源增加GPU翻译范围MICRO-54:54届IEEE/ACM微体系结构国际研讨会10.1145/3466752.3480105(1169-1181)在线发布日期：2021年10月18日
https://dl.acm.org/doi/10.1145/3466752.3480105
李B尹J张Y唐X(2021)通过共享和溢出感知TLB设计改进多GPU中的地址转换MICRO-54:54届IEEE/ACM微体系结构国际研讨会10.1145/3466752.3480083(1154-1168)在线发布日期：2021年10月18日
https://dl.acm.org/doi/10.1145/3466752.3480083

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