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STREX: Boosting Instruction Cache Reuse in OLTP Workloads Through Stratified Transaction Execution

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Cache de processeur

Un cache de processeur est une antémémoire matérielle utilisée par l'unité centrale de traitement (CPU) d'un ordinateur pour réduire le coût moyen (temps ou énergie) de l’accès aux données de la mémoire principale. Un cache de processeur est une mémoire plus petite et plus rapide, située au plus près d'une unité centrale de traitement (ou d'un cœur de microprocesseur), qui stocke des copies des données à partir d'emplacements de la mémoire principale qui sont fréquemment utilisés avant leurs transmissions aux registres du processeur.

Mémoire cache

Une mémoire cache ou antémémoire est, en informatique, une mémoire qui enregistre temporairement des copies de données provenant d'une source, afin de diminuer le temps d'un accès ultérieur (en lecture) d'un matériel informatique (en général, un processeur) à ces données. Le principe du cache est également utilisable en écriture, et existe alors en trois modes possibles : write-through, write-back et write-around.

Cache hierarchy

Cache hierarchy, or multi-level caches, refers to a memory architecture that uses a hierarchy of memory stores based on varying access speeds to cache data. Highly requested data is cached in high-speed access memory stores, allowing swifter access by central processing unit (CPU) cores. Cache hierarchy is a form and part of memory hierarchy and can be considered a form of tiered storage. This design was intended to allow CPU cores to process faster despite the memory latency of main memory access.

Pipeline (architecture des processeurs)

330px|droite|Plan d'un pipeline générique à trois étapes En microarchitecture, un pipeline (ou chaîne de traitement), est l'élément d'un processeur dans lequel l'exécution des instructions est découpée en plusieurs étapes. Le premier ordinateur à utiliser cette technique est l'IBM Stretch, conçu en 1961. Avec un pipeline, le processeur peut commencer à exécuter une nouvelle instruction sans attendre que la précédente soit terminée. Chacune des étapes d’un pipeline est appelé étage.

Jeu d'instructions x86

Le jeu d'instructions du x86 a subi de nombreux changements au cours du temps. La plupart d'entre eux ne sont que des ajouts au jeu d'instructions initial afin d'apporter de nouvelles fonctionnalités. Ceci est le jeu d'instructions complet pour les processeurs 8086-8088 et la plupart, si ce n'est toutes ces instructions sont accessibles en mode 32 bits. Elles opèrent alors sur les registres et valeurs (eax, ebx, etc.) en lieu et place de leur contrepartie en (ax, bx, etc.).

Instruction set architecture

In computer science, an instruction set architecture (ISA), also called computer architecture, is an abstract model of a computer. A device that executes instructions described by that ISA, such as a central processing unit (CPU), is called an implementation. In general, an ISA defines the supported instructions, data types, registers, the hardware support for managing main memory, fundamental features (such as the memory consistency, addressing modes, virtual memory), and the input/output model of a family of implementations of the ISA.

Instruction cycle

The instruction cycle (also known as the fetch–decode–execute cycle, or simply the fetch-execute cycle) is the cycle that the central processing unit (CPU) follows from boot-up until the computer has shut down in order to process instructions. It is composed of three main stages: the fetch stage, the decode stage, and the execute stage. In simpler CPUs, the instruction cycle is executed sequentially, each instruction being processed before the next one is started.

Instruction unit

The instruction unit (I-unit or IU), also called, e.g., instruction fetch unit (IFU), instruction issue unit (IIU), instruction sequencing unit (ISU), in a central processing unit (CPU) is responsible for organizing program instructions to be fetched from memory, and executed, in an appropriate order, and for forwarding them to an execution unit (E-unit or EU). The I-unit may also do, e.g., address resolution, pre-fetching, prior to forwarding an instruction. It is a part of the control unit, which in turn is part of the CPU.

Classic RISC pipeline

In the history of computer hardware, some early reduced instruction set computer central processing units (RISC CPUs) used a very similar architectural solution, now called a classic RISC pipeline. Those CPUs were: MIPS, SPARC, Motorola 88000, and later the notional CPU DLX invented for education. Each of these classic scalar RISC designs fetches and tries to execute one instruction per cycle. The main common concept of each design is a five-stage execution instruction pipeline.

Intel Core

Intel Core is a line of streamlined midrange consumer, workstation and enthusiast computer central processing units (CPUs) marketed by Intel Corporation. These processors displaced the existing mid- to high-end Pentium processors at the time of their introduction, moving the Pentium to the entry level. Identical or more capable versions of Core processors are also sold as Xeon processors for the server and workstation markets. The lineup of Core processors includes the Intel Core i3, Intel Core i5, Intel Core i7, and Intel Core i9, along with the X-series of Intel Core CPUs.