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CMCache: An Adaptive Cross-Level Data Placement Method for Multilevel Cache

delete2025-01-01
delete0
PRE
AI
Z
Zhaoyang Zeng
谭
谭玉娟 (Yujuan Tan)
Z
Zhulin Ma
J
Jiali Li
S
Sanle Zhao
D
Duo Liu
X
Xianzhang Chen
A
Ao Ren
DOI:10.1109/TCAD.2025.3534116delete
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摘要

摘要

En 中文
多级缓存系统通过从全局视角优化各缓存层级的数据放置来提升I/O性能。然而,现有方法常因依赖历史访问模式和不灵活的放置策略,难以迅速将数据放置在最优缓存层级。这些方法面临两大挑战:1)对于已有充足访问历史且已缓存的现有数据,现有方法仅优化相邻缓存层级间的移动,可能导致数据延迟到达其全局最优缓存层级,进而引发不必要的带宽消耗和延迟增加;2)对于无访问历史的新进入数据,当前方法无法准确预测其未来热度,仅将其固定放置在某一缓存层级(即第一或最终层级),忽视新数据的未来访问需求,可能造成高缓存未命中或缓存污染。为解决这些问题,我们提出CMCache,一种面向多级缓存的自适应跨层级数据放置方法。CMCache针对缓存数据与新数据采用不同的放置策略,以考虑其不同特性并及时达到最优层级。同时,它将缓存空间逻辑划分为两个区域,分别管理缓存数据与新数据,并根据访问模式动态调整区域大小。该方法显著提升了数据放置效率,相比现有方法可将未命中率最多降低89%,平均响应时间减少79%。
Keyword:
Cache management
data placement
multilevel cache
storage system

期刊

I
IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems
IF:
2.9
论文数:
680
被引数:
9.6K

机构

C
Chongqing University
学者数:
5.1W
论文数: 4.1W
被引数: 6.0W
C
Chongqing University of Posts and Telecommunications
学者数:
2.5K
论文数: 980
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