CN110727464A - 一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法 - Google Patents

一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法，涉及计算机设计技术领域，该方法包括以下步骤：S1：增加对目录中有效访存地址范围的记录；S2：当有访存请求时，判断访存请求能否产生新副本，若能则进入一致性流程，反之执行S3；S3：判断访存请求地址是否在有效访存地址范围内，若是则进入一致性流程，反之则无需访问目录直接进入访存流程；S4：当有经过一致性处理后需要新写入目录的访存地址时，对有效访存地址范围进行修正。本发明一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法简化不必要的目录访存行为，提高访存带宽，减少访存延迟，避免一致性处理部件成为访存瓶颈，减少芯片功耗，提高一致性处理效率。

Description

一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法
技术领域
本发明涉及计算机设计技术领域，
尤其是，本发明涉及一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法。
背景技术
随着处理器制造工艺的不断进步及实际应用需要，多核结构已成为当前高性能微处理器的发展趋势，多核处理器系统中出现的cache一致性问题是当今计算机体系结构中研究的热点问题。为了保证cache一致性，主存中数据块的一致性信息一般都以目录的方式放在内存中，目录是访存请求的串行点，每个访存请求需要先查询目录判断自己的访存地址是否在主存之外具有其他副本，如有脏副本或者清洁副本，则需要进行下一步处理；没有副本的访存地址则不会出现在目录中。
在多核处理器中，除了一些共享数据空间之外，通常不同的核心还有各自独立的专有访存空间，其相互没有交集，即某核心的专有访存空间在其他核心不会有副本，这种情况下，该核心的大量访存请求在进行一致性处理时是没有副本的，即查询目录后直接和主存交互。
如果我们能在查询目录之前就能预判哪些访存请求的地址不存在于目录中，则就可以直接和主存交互，即简化此类请求的一致性处理流程，缩短其一致性处理时间，进而实现对整体访存的加速。
所以，如何设计一种合理的针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法，成为我们当前急需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以便在面对大量访存请求，尤其是其中大部分访存地址在cache中并无副本时，简化不必要的目录访存行为，提高访存带宽，减少访存延迟，避免一致性处理部件成为访存瓶颈的针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案得以实现的：
一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法，该方法包括以下步骤：
S1：增加对目录中有效访存地址范围的实时记录；
S2：当有访存请求时，判断该访存请求是否能产生新副本，若能产生新副本则进入正常一致性流程，反之执行步骤S3；
S3：判断访存请求地址是否在有效访存地址范围内，若是，则进入正常一致性流程，反之则无需访问目录，进入直接访存流程；
S4：当有经过一致性处理后需要新写入目录的访存地址时，对目录中有效访存地址范围进行修正。
作为本发明的优选，执行步骤S2和S3时，进入正常一致性流程之后，均执行步骤S4。
作为本发明的优选，执行步骤S1时，有效访存地址范围包括目录中的有效地址高位最大值和高位最小值。
作为本发明的优选，执行步骤S1时，有效地址高位最大值和高位最小值初始值均为零。
作为本发明的优选，执行步骤S2时，将产生的新副本参数进行目录存储。
作为本发明的优选，执行步骤S3时，当访存请求地址不在有效访存地址范围内，说明对应访存地址没有副本，仅在主存中有数据。
作为本发明的优选，在执行步骤S4时，具体包括以下步骤：
S41：获取经过一致性处理后需要新写入目录的访存地址高位值；
S42：判断该访存地址高位值是否大于有效地址高位最大值，若是，则有效地址高位最大值等于访存地址高位值；反之执行步骤S23；
S43：判断该访存地址高位值是否小于有效地址高位最小值，若是，则有效地址高位最小值等于访存地址高位值；反之则不修改有效访存地址范围。
作为本发明的优选，执行步骤S4之后，对有效地址高位最大值和高位最小值进行校正，拦截正常访存请求，将有效地址高位最大值和高位最小值清零，顺序读取CTAG目录，获取其中有效地址，参与有效访存地址范围对比修正，获得当前目录内有效访存地址高位的范围。
作为本发明的优选，对有效地址高位最大值和高位最小值进行校正的时间包括在无访存流量的空闲阶段以及监测到新到访存地址长期落入目录内有效访存地址高位的范围区间内。
本发明一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法有益效果在于：以便在面对大量访存请求，尤其是其中大部分访存地址在cache中并无副本时，简化不必要的目录访存行为，提高访存带宽，减少访存延迟，避免一致性处理部件成为访存瓶颈，减少芯片功耗，提高一致性处理效率。
附图说明
图1为本发明一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法的流程示意图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的模块和步骤的相对布置和步骤不限制本发明的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中的流程并不仅仅是单独进行，而是多个步骤相互交叉进行。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法及系统可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法及系统应当被视为授权说明书的一部分。
在多核处理器中，除了一些共享数据空间之外，通常不同的核心还有各自独立的专有访存空间，其相互没有交集，即某核心的专有访存空间在其他核心不会有副本，这种情况下，该核心的大量访存请求在进行一致性处理时是没有副本的，即查询目录后直接和主存交互。如果我们能在查询目录之前就能预判哪些访存请求的地址不存在于目录中，则就可以直接和主存交互，即简化此类请求的一致性处理流程，缩短其一致性处理时间，进而实现对整体访存的加速。
实施例一
如图1所示，仅为本发明的其中一个实施例，本发明提供一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法，该方法包括以下步骤：
一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法，该方法包括以下步骤：
S1：增加对目录中有效访存地址范围的实时记录；
首先设置目录中有效访存地址范围的实时记录，这里目录是访存请求的串行点。
而且，有效访存地址范围包括目录中的有效地址高位最大值CtagAddr_Max和高位最小值CtagAddr_Min，只有访存地址位于有效地址高位最大值和高位最小值之间，才算是有效的访存地址。
当然，执行步骤S1时，有效地址高位最大值CtagAddr_Max和高位最小值CtagAddr_Min的初始值均为零。
S2：当有访存请求时，判断该访存请求是否能产生新副本，若能产生新副本则进入正常一致性流程，反之执行步骤S4；
S3：判断访存请求地址是否在有效访存地址范围内，若是，则进入正常一致性流程，反之则无需访问目录，进入直接访存流程。
当然需要注意的是，执行步骤S3和步骤S4时，进入正常一致性流程，访存请求地址参与有效访存地址范围的更新。
S4：当有经过一致性处理后需要新写入目录的访存地址时，对目录中有效访存地址范围进行修正；
对目录中有效访存地址范围进行修正，具体包括以下步骤：
S41：当有经过一致性处理后需要新写入目录的访存地址时，获取经过一致性处理后需要新写入目录的访存地址高位值；
S42：判断该访存地址高位值是否大于有效地址高位最大值，若是，则有效地址高位最大值等于访存地址高位值；反之执行步骤S23；
S43：判断该访存地址高位值是否小于有效地址高位最小值，若是，则有效地址高位最小值等于访存地址高位值；反之则不修改有效访存地址范围。
也就是说，重复获取至少一组经过一致性处理后需要新写入目录的访存地址，以获取的访存地址高位值的范围定义为有效访存地址范围，以此修正有效访存地址范围。
例如，出厂时的目录中增加两个寄存器分别存储有效访存地址范围的高位最大值和高位最小值，高位最大值和高位最小值，初始值为零，当出现不可以产生新副本或者能产生新副本却不在高位最大值和高位最小值之间的访存地址写入时，例如地址【3】写入，那么有效访存地址范围变更为【3，3】，再来不可以产生新副本或者能产生新副本却不在高位最大值和高位最小值之间的访存地址写入，例如地址【4】写入，那么执行步骤S4，那么有效访存地址范围进行修正变更为【4，3】。
这样在面对大量访存请求，尤其是其中大部分访存地址在cache中并无副本时，简化不必要的目录访存行为，节省带宽，增加信息处理效率。
本发明一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法以便在面对大量访存请求，尤其是其中大部分访存地址在cache中并无副本时，简化不必要的目录访存行为，提高访存带宽，减少访存延迟，避免一致性处理部件成为访存瓶颈，减少芯片功耗，提高一致性处理效率。
实施例二
仍如图1所示，依然为本发明的其中一个实施例，为了使得本发明一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法更加的设计方便，效率提高效果更好，本发明中还具有以下几个设计：
首先，执行步骤S2时，将产生的新副本参数存储至目录中。
然后，执行步骤S3时，当访存请求地址不在有效访存地址范围内，说明对应访存地址没有副本，仅在主存中有数据。
另外，由于有效地址高位最大值CtagAddr_Max和高位最小值CtagAddr_Min仅考虑到写入时的变化，随着时间推移，这两个值会逐渐失真，因此，在执行步骤S4之后，对有效地址高位最大值和高位最小值进行校正，拦截正常访存请求，将有效地址高位最大值和高位最小值清零，顺序读取CTAG目录，获取其中有效地址，参与有效访存地址范围对比修正，获得当前目录内有效访存地址高位的范围。
还有，对有效地址高位最大值和高位最小值进行校正的时间，也就是在无访存流量的空闲阶段以及监测到新到访存地址长期落入目录内有效访存地址高位的范围区间内时，对有效地址高位最大值和高位最小值进行校正。
最后需要注意的是，访存空间的划分和应用课题的访存模式会影响该信息处理方法的实用性，那么为了保证信息处理效率更高，需要先对访存空间的划分和应用课题的访存模式进行测试，进行多组访存请求执行之后，获取信息处理效率记录，合格的则可以适用于本发明一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法。
本发明一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法以便在面对大量访存请求，尤其是其中大部分访存地址在cache中并无副本时，简化不必要的目录访存行为，提高访存带宽，减少访存延迟，避免一致性处理部件成为访存瓶颈，减少芯片功耗，提高一致性处理效率。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：增加对目录中有效访存地址范围的实时记录；
S2：当有访存请求时，判断该访存请求能否产生新副本，若能产生新副本则进入正常一致性流程，反之执行步骤S3；
S3：判断访存请求地址是否在有效访存地址范围内，若是，则进入正常一致性流程，反之则无需访问目录，进入直接访存流程；
S4：当有经过一致性处理后需要新写入目录的访存地址时，对目录中有效访存地址范围进行修正。
2.根据权利要求1所述的一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法，其特征在于：
执行步骤S1时，有效访存地址范围包括目录中的有效地址高位最大值和高位最小值。
3.根据权利要求2所述的一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法，其特征在于：
执行步骤S1时，有效地址高位最大值和高位最小值初始值均为零。
4.根据权利要求1所述的一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法，其特征在于：
执行步骤S2时，访存请求能产生新副本，将产生的新副本参数存储至目录中。
5.根据权利要求1所述的一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法，其特征在于：
执行步骤S3时，当访存请求地址不在有效访存地址范围内，说明对应访存地址没有副本，仅在主存中有数据。
6.根据权利要求3所述的一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法，其特征在于：
执行步骤S2和S3时，进入正常一致性流程之后，均执行步骤S4。
7.根据权利要求6所述的一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法，其特征在于，在执行步骤S4时，具体包括以下步骤：
S41：获取经过一致性处理后需要新写入目录的访存地址高位值；
S42：判断该访存地址高位值是否大于有效地址高位最大值，若是，则有效地址高位最大值等于访存地址高位值；反之执行步骤S23；
S43：判断该访存地址高位值是否小于有效地址高位最小值，若是，则有效地址高位最小值等于访存地址高位值；反之则不修改有效访存地址范围。
8.根据权利要求3所述的一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法，其特征在于：
执行步骤S4之后，对有效地址高位最大值和高位最小值进行校正，拦截正常访存请求，将有效地址高位最大值和高位最小值清零，顺序读取CTAG目录，获取其中有效地址，参与有效访存地址范围对比修正，获得当前目录内有效访存地址高位的范围。
9.根据权利要求8所述的一种针对访存空间独立的多核处理器的信息处理方法，其特征在于：
对有效地址高位最大值和高位最小值进行校正的时间包括在无访存流量的空闲阶段以及监测到新到访存地址长期落入目录内有效访存地址高位的范围区间内。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113553274A (zh) * 2020-04-24 2021-10-26 江苏华创微系统有限公司 用自适应粒度目录表实现片间一致性的方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102929800A (zh) * 2012-10-17 2013-02-13 无锡江南计算技术研究所 Cache一致性协议派生处理方法
CN103279428A (zh) * 2013-05-08 2013-09-04 中国人民解放军国防科学技术大学 一种显式的面向流应用的多核Cache一致性主动管理方法
CN103377141A (zh) * 2012-04-12 2013-10-30 无锡江南计算技术研究所 高速存储区的访问方法以及访问装置
CN104615576A (zh) * 2015-03-02 2015-05-13 中国人民解放军国防科学技术大学 面向cpu+gpu处理器的混合粒度一致性维护方法
CN105183662A (zh) * 2015-07-30 2015-12-23 复旦大学 一种无cache一致性协议的分布式共享片上存储架构
US20160092373A1 (en) * 2014-09-25 2016-03-31 Intel Corporation Instruction and logic for adaptive dataset priorities in processor caches
CN105718242A (zh) * 2016-01-15 2016-06-29 中国人民解放军国防科学技术大学 多核dsp中支持软硬件数据一致性的处理方法及系统
CN106354421A (zh) * 2015-07-17 2017-01-25 龙芯中科技术有限公司 筛选方法、筛选器及数据一致性维护系统
US20180143906A1 (en) * 2016-11-07 2018-05-24 International Business Machines Corporation Memory access architecture with coherence
CN108710507A (zh) * 2018-02-11 2018-10-26 深圳忆联信息系统有限公司 一种ssd主机休眠优化的方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103377141A (zh) * 2012-04-12 2013-10-30 无锡江南计算技术研究所 高速存储区的访问方法以及访问装置
CN102929800A (zh) * 2012-10-17 2013-02-13 无锡江南计算技术研究所 Cache一致性协议派生处理方法
CN103279428A (zh) * 2013-05-08 2013-09-04 中国人民解放军国防科学技术大学 一种显式的面向流应用的多核Cache一致性主动管理方法
US20160092373A1 (en) * 2014-09-25 2016-03-31 Intel Corporation Instruction and logic for adaptive dataset priorities in processor caches
CN104615576A (zh) * 2015-03-02 2015-05-13 中国人民解放军国防科学技术大学 面向cpu+gpu处理器的混合粒度一致性维护方法
CN106354421A (zh) * 2015-07-17 2017-01-25 龙芯中科技术有限公司 筛选方法、筛选器及数据一致性维护系统
CN105183662A (zh) * 2015-07-30 2015-12-23 复旦大学 一种无cache一致性协议的分布式共享片上存储架构
CN105718242A (zh) * 2016-01-15 2016-06-29 中国人民解放军国防科学技术大学 多核dsp中支持软硬件数据一致性的处理方法及系统
US20180143906A1 (en) * 2016-11-07 2018-05-24 International Business Machines Corporation Memory access architecture with coherence
CN108710507A (zh) * 2018-02-11 2018-10-26 深圳忆联信息系统有限公司 一种ssd主机休眠优化的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
何婧: "面向云计算的多维数据索引研究", 《中国博士学位论文全文数据库 信息科技辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113553274A (zh) * 2020-04-24 2021-10-26 江苏华创微系统有限公司 用自适应粒度目录表实现片间一致性的方法
CN113553274B (zh) * 2020-04-24 2023-09-12 江苏华创微系统有限公司 用自适应粒度目录表实现片间一致性的方法

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