JPH01102662A - 記憶装置 - Google Patents

記憶装置

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JPH01102662A
JPH01102662A JP62262548A JP26254887A JPH01102662A JP H01102662 A JPH01102662 A JP H01102662A JP 62262548 A JP62262548 A JP 62262548A JP 26254887 A JP26254887 A JP 26254887A JP H01102662 A JPH01102662 A JP H01102662A
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JP
Japan
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storage device
memory
memory block
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contents
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Pending
Application number
JP62262548A
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English (en)
Inventor
Katsunori Sawai
澤井 克典
Masayuki Hata
雅之 畑
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔成業上の利用分野〕 この発明は、記憶装置、特にセット・アソシアティブ方
式のキャッシュ・メモリの置換制御装置に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
キャッシュ・メモリは、中央処理装置からの要求に応じ
て、主記憶装置上の使用頻度の高いデータを高速のバッ
ファ・メモリに記憶し、中央処理装置からのアクセスに
対し、主記憶装置に変わってそのデータの読みだしを高
速に行うメモリである。9!JJ2図は、例えば、昭和
62年8月CQ出版社発行のインターフェース誌「1チ
ツプ・キャッシュ・メモリ」に掲載された従来の置換制
御装置を使用したキャッシュ・メモリである。図におい
て1はキャッシュ・メモリでメジ、2はキャッシュ・メ
モリ1内に複数個あるメモリ・ブロックでろ#)(図で
は2個のメモリブロックを示す)、20はデータ・メモ
リ、2)はディレクトリであり、22のアドレス・タグ
、沼の有効ビットなどの記憶装置である。3はアドレス
・タグ22に記憶されているアドレスと同一のアドレス
の主記憶装置(図示せず)上のデータが変更されたかど
うかを監視するバス監視装置であり、4は中央処理装置
9がアクセスを要求するアドレスと、アドレス・タグ凶
に記憶されているアドレスとを比較して、アクセス要求
のあったデータがキャッシュ・メモリ1上に記憶されて
いるかどうかを判定する比較装置であり、5は比較装置
4によって制御される双方向バッファであり、6は置換
制御装置であり、7はデータ・バス、8はアドレス・バ
スである。
次に動作について説明する。中央処理装置9からのアク
セス要求があると、アクセス要求あれたアドレスと、デ
ィレクトリ2)内のアドレス・タグ乙に記憶されている
アドレスとが比較回路4により比較され、要求されたア
ドレスのデータがキャッシュ・メモリ1上のメモリ・ブ
ロック2のいずれかに存在すれば(ヒツト)、主記憶装
置にアク−セスすることな(双方向バッファ5から中央
処理装置9にデータが返される。要求されたアドレスの
データかキャッシュ・メモリ1上のメモリ・ブロック2
内に存在しなければ(キャッシュ・ミス)、主記憶装置
から当該アドレスのデータを含む主記憶、装置上の記憶
領域の内容をキャッシュ・メモリl上のデータ・メモリ
2に読み込み次回のアクセス要求に備える(以下、キャ
ッシュ・メモリ1上のメモリ・ブロック2に、主記憶装
置の゛ある記憶領域に保持されている情報を読、み込む
ことを、記憶内容を置換するという)6 バス監視装置3は、例えば、マルチ・プロセッサ・シス
テムにおいて、キャッシュ・メモリl上に記憶されてい
るデータのアドレスと同一の主記憶装置のアドレスに別
の中央処理装置等によって書き込みがあったかどうかを
監視しており、データが更新された場合には、キャッシ
ュ・メモリ1円の該当するメモリ・ブロック2のディレ
クトリ2)内に設けられた有効ビット23をクリヤし、
該メモリ・ブロックに保持されているデータを無効化し
、主記憶装置とキャッシュ・メモリlの内容の一致性を
保っている。
第3図は、従来の方式による置換制御装置の一例であシ
、第2図の置換制御装置6と同一の装置である。10は
LRU状態ビットの更新を制御する回路であり、11は
LRU状態ビットを記憶するレジスタである。LRU状
態レジスタ10の各ビットは、キャッシュ・メモリ1内
のメモリ・ブロック2間の優先順位を示すものであり、
中央処理装置9のアクセスの履歴を記憶している。
次に動作について説明する。LRU状態レジスタの内容
は、キャッシュ・メモリ1円のメモリ・ブロック2がア
クセスされる毎に、該メモリ・ブロックの次回の記憶内
容を置換するメモリ・ブロックとして選択される優先順
位が最低になるように更新される。したがって、最も長
い時間使用されなかったメモリ・ブロック2の選択され
る優先順位が最高になる。LRU状態レジしタ更新回路
lOは、ヒツトしたメモリ・ブロック2の番号と、LR
U状態レジスタ11の内容とによってLRU状態レジス
タ11の内容を更新子ゐ・ キャッシュ・メモリl上に存在しないアドレスに対して
中央処理装置9からアクセス要求があった場合、記憶内
容置換回路12は、まず各メモリ・ブロックのデイレク
トI72)内の有効ビット田を順次調べ、無効化されて
いるメモリ・ブロックがあれば、アクセス要求のあった
アドレスを含む主記憶装置上の記憶領域の内容を、無効
化されているメモリ・ブロックに読み込む。無効化され
ているメモリ・ブロックかなければ、LRUアルゴリズ
ム(Least Recently Usedアルゴリ
ズム)によって、最も長い時間使用されることがなかっ
たメモリ・ブロックに、要求のめった記憶領域の内容を
読み込み、該メモリ・ブロックの記憶内容を置換する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来の置換制御装置全使用したキャッシュ・メモリlで
は、キャッシュ・メモリ1内のメモリ・ブロック2の内
容と主記憶装置上のメモリ・ブロックの記憶内容を置換
する際には、先ずキャッシュ・メモリ1内に複数個ある
メモリ・ブロック2のブイレフ)!J2)の有効ビット
%をすべて調べ、無効化されているメモリ・ブロック2
がなければLRUアルゴリズムによって置換の対象とな
るメモリ・ブロック2を選択しなければならない。その
ため置換制御が複雑になるという問題があった。
この発明は上記のような問題点を解消するために成され
たもので、記憶内容の置換を行う場合、LRU状態ピッ
目1をしらべるだけで無効化あ状態も含めて、記憶内容
を置換するメモリ・ブロックを選択することができる記
憶装置を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明による記憶装置は、記憶装置内に複数個あるメ
モリ・ブロック2のうちの一つが無効化されたとき、強
制的に該メモリ・ブロックを最も長い時間使用されるこ
とがなかったメモリ・ブロックとしてLRU状態レジス
タ11に登録し、該メモリ・ブロックが、記憶内容を置
換するメモリ・ブロックとして選択される優先順位を最
高にする手段を持つ置換制御装置を備えたものである。
〔作用〕
この発明による記憶装置においては、あるメモリ・ブロ
ックが無効化された時点で、該メモリ・ブロックの選択
される優先順位が紋高になっているので、記憶装置内の
メモリ・ブロックの記憶内容の置換を行う際に、LRU
アルゴリズムによシ無効化されているメモリ・ブロック
から置換が行われる。
〔発明の実施例〕
以下にこの発明の一実施例を第1図について説明する。
同図は、本発明による記憶装置の置換制御装置の構成を
示すものであり、図に示した装置は第2図、及び第3図
6の置換制御装置に相当する装置である。13はバス監
視装置からの無効化要求信号、無効化するメモリ・ブロ
ック番号から、LRU状態ビット更新回路lOの出力ビ
ット・パターンを、無効化されたメモリ・ブロックが記
憶内容の置換の対象となるメモリ・ブロックとして選択
される優先順位が厳島になるようなどビット・パターン
に変換する変換回路である。14はマルチプレクサであ
り、中央処理装置のアクセス要求がヒツトしたときに比
較回路4が出力するメモリ・ブロック番号と、バス監視
装置が出力する無効化メモリ・ブロックの番号を、バス
監視装置からの無効化要求信号によって選択し、LRU
状態ビット更新回路IOに出力する。
次に本実施例の動作について説明する。メモリ・ブロッ
クの無効化要求が出されていないときには、マルチプレ
クサ14は比較回路4からの入力を選択出力し、変換回
路13はLRU状態ビット更新回路10からの入力をそ
のまま出力し、LRU状態レジスタ11に書き込む。従
って本実施例は、メモリ・ブロックの無効化要求が出さ
れないときには第2図に示した従来例とまった(同様に
動作する、バス監視装置3が主記憶装置の保持している
情報が更新されたことを検出し、メモリ、ブロック無効
化要求を出すと、マルチプレクサ14はバス監視装置3
から入力されるメモリ・ブロック番号をLRU状態レジ
しタ更新回路lOに出力する。LRU状態レジスタ更新
−路10は従来例と同様入力されたブロックが最高の優
先順位を持つようなLRU状態レジスタのビット・パタ
ーンを出力する。
変換回路11は、バス監視装置3から出力された無効化
メモリ・ブロックの番号によシ、LRU状態レジしタ更
新回路lOから出力されたビット・パターンを、無効化
されたメモリ・ブロックの優先17%位が最低の順位に
なるように変換し、LRU状態レジスタに書き込む。
従って、本実施例におけるLRU状態レジスタ11は、
メモリ・ブロック2の使用頻度だけではなく、無効化の
履歴に関する情報も含んでおり、メモリ・ブロックの置
換の際には、有効ピッ)23を調べなくとも、LRUア
ルゴリズムだけで記憶内容の置換をするメモリ・ブロッ
ク2を選択すればよい。
なお、本実施例ではLRU状態レジしタ更新回 :路1
0と変換回路13を別個の回路として構成しているが、
変換回路130機能をLRU状態レジスタ更新回路10
に取り込み、PLA等によって1つの回路として構成し
てもよい。
〔発明の効果〕
本発明による記憶装置では、あるメモリ・ブロックの保
持する情報が無効化された時点で強制的にそのメモリ・
ブロックの記憶内容を置換する優先順位を最高にするた
め、LRU状態ビットを調べるだけで無効化の状態も含
めて、記憶内容を置換するメモリ・ブロックを選択する
ことができる。
そのため、従来例と比較して置換制御装置を簡単化する
ことが可能である。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明における実施例の置換制御装置の具体的
な構成図であり、第2図は従来方式によるキャッシュ・
メモリの具体的な構成図であり、第3図は従来の方式に
よる置換制御装置の具体的な構成図である。 l・・・キャッシュ・メモリ、2・・・メモリ・ブロッ
ク、3・・・バス監視装置、4・・・比較回路、5・・
・双方向バッファ、6・・・置換制御装置、7・・・デ
ータ・バス、8・・・アドレス・バス、9・・・中央処
理装置、10・・・LRU状態レジスタ更新回路、11
・・・LRU状態レジスタ、12・・・記憶内容置換回
路、13・・・変換回路、14・・・マルチプレクサ、
加・・・データ・メモリ、2)・・・ディレクトリ、2
2・・・アドレス・タグ、23・・・有効ビット。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。 第1図 6:■樅fJ御し置 II: Lf<(J扱危レジスタ 第2図 5:又り方向)ぐツファ 第3図 6:夏撲剥#I7覆ヌ 10:Lf<IJ状゛Fムレジスタp戸イ回【詔11:
LR囲丸九ヘレジ゛ズタ /2 :it)、、L rI:lS−7−49”J”k
手続補正書(自発)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数の第1の記憶装置群と、前記第1の記憶装置
    群が保持している情報が有効であるか、無効であるかと
    いう情報を保持する第2の記憶装置群と、前記第1の記
    憶装置群に新たな情報を書き込む場合に、第1の記憶装
    置群から1つの記憶装置を選択するのに必要な情報を記
    憶する第3の記憶装置を有し、上記の選択を制御する置
    換制御装置とを備え、第1の記憶装置群のある一つの記
    憶装置に情報を書き込んだとき、もしくは該記憶装置か
    ら情報を読みだしたときに、該記憶装置が、新たな情報
    を書き込むべき記憶装置として選択される優先順位が最
    低になるような情報を第3の記憶装置に書き込む手段を
    有する記憶装置において、第1の記憶装置群内の一つの
    記憶装置が保持している情報を無効化するとき、該記憶
    装置内の情報が無効であることを第2の記憶装置に登録
    すると共に、該記憶装置が、新たな情報を書き込むべき
    記憶装置として選択される優先順位が最高になるように
    第3の記憶装置に登録する手段を有することを特徴とす
    る記憶装置。
  2. (2)上記無効化された第1の記憶装置が、新たな情報
    を書き込むべき記憶装置として選択される優先順位が最
    高になるよう第3の記憶装置に登録する手段として、無
    効化された記憶装置の番号と、無効化することを要求す
    る信号とを入力とする第3の記憶装置の内容を更新する
    装置と、第3の記憶装置が保持している情報を元に、第
    1の記憶装置に対して新たな情報を書き込むことを制御
    する装置とによつて構成されている置換制御装置を備え
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の記憶装
    置。
JP62262548A 1987-10-15 1987-10-15 記憶装置 Pending JPH01102662A (ja)

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JP62262548A JPH01102662A (ja) 1987-10-15 1987-10-15 記憶装置

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JPH01102662A true JPH01102662A (ja) 1989-04-20

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5375083A (en) * 1993-02-04 1994-12-20 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor integrated circuit including a substrate having a memory cell array surrounded by a well structure
US5535160A (en) * 1993-07-05 1996-07-09 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor integrated circuit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5375083A (en) * 1993-02-04 1994-12-20 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor integrated circuit including a substrate having a memory cell array surrounded by a well structure
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