Cortex-A ダウンロード・データありますなんて男らしい! キャッシュON ! リアルタイム高性能の世界をのぞく実験リサーチ! Linux なし Cortex-A9プロセッサの実力第 6 回　性能なんと20 倍! キャッシュの威力を体感する CEV-RZ/A1L （コンピューテックス） OSレスで Lチカ Cortex-A9プロセッサRZ/A1L（ルネサス） MMU 今回すること：キャッシュの威力を測定する SRAM SDRAM GCC開発環境 GPIO LED L2キャッシュメモリ・コントローラ Cygwin タイマプログラム L1データ・キャッシュプログラムの作成パソコン RZ/A1Lボード用のU-Bootでメモリ空間とキャッシュ制御レジスタがどうなっているかを調べる CPU L1命令キャッシュ中森章シリアル・コミュニケーション・インターフェース（SCIF） USBUART 変換IC SPIコントローラシリアル・フラッシュ（U-Bootを格納） UARTとして使う L2キャッシュを使ってSDRAMのアクセス速度に変化があるかを実験する TeraTerm USB ケーブルプログラムのダウンロード・ダウンロード・結果を表示（U-Bootの機能） RZ/A1Lのタイマを使用してプログラム実行時間を計測図 1　今回やること…いよいよキャッシュの効果を測定する前回（2015 年 5 月号）までの本連載で，MMU やキャッシュ，タイマ機能の操作が C 言語のプログラムで可能になりました．必要な準備はすべて整いました．今回はいよいよ，RZ/A1L ボードでキャッシュの威力を測定します（図 1）．（編集部） L1 命令キャッシュ＆データ・キャッシュの威力 ● 効果測定 1…ベンチマーク・プログラムを走らせてみるまずはじめに，ベンチマーク・プログラムを実行して，命令キャッシュとデータ・キャッシュの効果を測定してみます．今回は，汎用プロセッサの性能評価によく使われる，整数演算性能を評価する合成ベンチマーク・プログラム Dhrystone2.1 を使用しました．実際に使用したプログラムは，元の Dhrystone2.1 のソースコードを少々改造しています．次に示す本誌のダウンロード 2015 年 6 月号のページより入手できます． http://www.cqpub.co.jp/interface/ download/contents.htm Makefile をリスト 1 に示します．Dhrystone2.1 では，第 4 回（2015 年 4 月号）で作成した MMU/ キャッシュの操作関数の一つ，cache_config 関数を使って，キャッシュの設定を行いました．表 1 に示す 4 種類の設定で 10,000,000 ループの経過時間を OS タイマで計測します．キャッシュ属性はライトバックに設定してあります．このときの実行結果を図 2 に示します．また，グラフ化したものを図 3 に示します．図 3 によると，命令キャッシュとデータ・キャッシュの両方を ON にすると，両方が OFF の場合と比べて約 15 倍性能が向上しています．命令キャッシュのみ ON だと約 1.06 倍，データ・キャッシュのみ ON だと 3.12 倍性能が向上しているので，データ・キャッシュの効果が大きいと思われます．第 1 回　ウォーミングアップ…RZ でためす! 生 Cortex-A9 で L チカ（2014 年 12 月号）第 2 回　動作確認に欠かせない入出力プログラムを用意しておく（2015 年 1 月号）第 3 回　キャッシュを動かすためにU-Bootのメモリ空間と制御レジスタを調べる（2015年3月号） 149