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简答题通过编译器对程序优化来改进Cache性能的方法有哪几种?简述其基本思想。
  • (1)数组合并,通过提高空间局部性来减少失效次数。有些程序同时用相同的索引来访问若干个数组的同一维,这些访问可能会相互干扰,导致冲突失效,可以将这些相互独立的数组合并成一个复合数组,使得一个Cache块中能包含全部所需元素。
    (2)内外循环交换。循环嵌套时,程序没有按数据在存储器中的循序访问。只要简单地交换内外循环,就能使程序按数据在存储器中的存储循序进行访问。
    (3)循环融合。有些程序含有几部分独立的程序断,它们用相同的循环访问同样的数组,对相同的数据作不同的运算。通过将它们融合成一个单一循环,能使读入Cache的数据被替换出去之前得到反复的使用。
    (4)分块。通过改进时间局部性来减少失效。分块不是对数组的整行或整列进行访问,而是对子矩阵或块进行操作。
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