JPH04288644A - キャッシュメモリ制御方法 - Google Patents

キャッシュメモリ制御方法

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Publication number
JPH04288644A
JPH04288644A JP3020540A JP2054091A JPH04288644A JP H04288644 A JPH04288644 A JP H04288644A JP 3020540 A JP3020540 A JP 3020540A JP 2054091 A JP2054091 A JP 2054091A JP H04288644 A JPH04288644 A JP H04288644A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cache memory
data
stored
internal
memory
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3020540A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuyuki Isotani
磯谷 和之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/08Addressing or allocation; Relocation in hierarchically structured memory systems, e.g. virtual memory systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • 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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、プロセッサのデータ参
照を高速化するためのキャッシュメモリを制御するキャ
ッシュメモリ制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】計算機システムにおいて、各種演算処理
を実行するプロセッサと、プロセッサの参照する各種デ
ータを格納する主メモリが用意される。このようなシス
テムにおいてプロセッサは、演算処理を実行する場合、
必要に応じて主メモリからデータを読出すことになる。
【0003】また、より高速度の演算処理を実現するた
め、キャッシュメモリを用意して、主メモリのアクセス
頻度を減少させる手法が用いられる。
【0004】図2に、従来の計算機システムの概念図を
示す。図に示した計算機システム1は、プロセッサ(C
PU)2、主メモリ3、2次キャッシュメモリ4が設け
られ、それぞれCPUバス5に接続されている。また、
CPU2と2次キャッシュメモリ4は、ローカルバス6
を介して接続されている。
【0005】CPU2は、主メモリ3に格納されたデー
タを参照して各種演算を実行するもので、その内部に内
部キャッシュメモリ7が設けられている。主メモリ3は
、CPU2の参照するデータを格納するRAM等からな
るものである。
【0006】2次キャッシュメモリ4は、CPU2の参
照する主メモリ3のデータの一部を格納するRAM等か
らなるもので、主メモリ3よりも高速度でプロセッサ2
がデータをアクセスすることのできるものである。内部
キャッシュメモリ7は、プロセッサ2の参照するデータ
を一時格納するRAM等の内部記憶装置から構成される
もので、2次キャッシュメモリ4よりも高速度でプロセ
ッサ2がデータをアクセスすることのできるものである
【0007】以上の構成の計算機システム1の動作(キ
ャッシュメモリ制御方法)を図3を参照しながら説明す
る。図3は、従来のキャッシュメモリ制御方法のフロー
チャートである。まず、プロセッサ2にデータ(主メモ
リ3に記憶されたデータ)を参照する事態が発生すると
(ステップS1)、CPU2は、まず初めに内部キャッ
シュメモリ7に目的とするデータが記憶されているか否
かを判断する(ステップS2)。
【0008】この結果がYES、即ち内部キャッシュメ
モリ7に目的とするデータが記憶されていた場合(ヒッ
トの場合)、CPU2は内部キャッシュメモリ7からデ
ータを読取り(ステップS3)、データ獲得に係る処理
を終了し、演算処理を実行することになる。
【0009】ステップS2の結果がNOの場合、即ち内
部キャッシュメモリ7に目的のデータが記憶されていな
かった場合(ミスヒットの場合)、CPU2は、2次キ
ャッシュメモリ4に目的とするデータが記憶されている
かを判断する(ステップS4)。
【0010】この結果がYES、即ち2次キャッシュメ
モリ4に目的のデータが記憶されていた場合(ヒットの
場合)、CPU2は、2次キャッシュメモリ4からデー
タを読取り、内部キャッシュメモリ7に記憶させる(ス
テップS5)。これにより、内部キャッシュメモリ4に
は、新たに2次キャッシュメモリ4から読取ったデータ
が記憶され、CPU2は読取ったデータに対応する演算
処理を実行することになる。
【0011】ステップS4の結果がNOの場合、CPU
2は主メモリ3をアクセスし、目的のデータを読取り、
2次キャッシュメモリ及び内部キャッシュメモリに記憶
させる(ステップS6)。これにより、2次キャッシュ
メモリ4及び内部キャッシュメモリ7には、新たに主メ
モリ3から読取ったデータが記憶され、CPU2は読取
ったデータに対応する演算処理を実行することになる。
【0012】なお、CPU2は、内部キャッシュメモリ
7及び2次キャッシュメモリ4に格納されたデータの参
照頻度を監視し、予め設定された一定の参照頻度以下の
データが記憶された領域は、新たなデータの記憶を許容
する空き領域に設定する。また空き領域が存在しない状
態で、新たなデータを記憶しなければならない事態が発
生した場合、CPU2は参照頻度の低いデータが記憶さ
れた領域に、新たなデータを記憶する。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】さて、従来のキャッシ
ュメモリ制御方法は、内部キャッシュメモリ7において
ミスヒットし2次キャッシュメモリ4にヒットした場合
、2次キャッシュメモリ4においてヒットしたデータを
無条件に内部キャッシュメモリ7に記憶していた。また
、内部キャッシュメモリ7及び2次キャッシュメモリ4
共にミスヒットした場合にも、無条件に内部キャッシュ
メモリ7及び2次キャッシュメモリ4に主メモリ3から
読取ったデータを記憶していた。
【0014】このため、内部キャッシュメモリ7及び2
次キャッシュメモリ4に同一のデータが記憶される事態
が多く発生することにより、内部キャッシュメモリ7に
おいてミスヒットした場合、2次キャッシュメモリ4に
おいてもミスヒットしてしまう確率が高くなり、2つの
キャッシュメモリを設けた有効性が低いといった問題が
生じていた。
【0015】内部キャッシュメモリ7と2次キャッシュ
メモリ4の内容が相違するほど、何れかのキャッシュメ
モリにおいてヒットする頻度が高くなり有効性が高まり
、主メモリ3を参照する頻度が低くなる。本発明は以上
の点に着目してなされたもので、2つのキャッシュメモ
リにおいてミスヒットする頻度を抑え、2つのキャッシ
ュメモリを有効性を最大限発揮することのできるキャッ
シュメモリ制御方法を提供することを目的としてなされ
たものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明のキャッシュメモ
リ制御方法は、プロセッサの参照するデータが記憶され
た主メモリをアクセスすることなく当該データを参照す
るため、前記プロセッサの内部の内部キャッシュメモリ
と、前記プロセッサとは独立に2次キャッシュメモリを
設けたシステムにおいて、前記内部キャッシュメモリ及
び前記2次キャッシュメモリに、それぞれ記憶された前
記データが無効になり、新たなデータの記憶が可能な空
き領域が存在するか否かを監視し、前記データを前記内
部キャッシュメモリ及び前記2次キャッシュメモリに記
憶させる場合、前記空き領域が前記内部メモリ及び前記
2次キャッシュメモリの何れにも存在しない時、前記内
部キャッシュメモリにのみ前記データを記憶させ、その
他の時、前記空き領域に前記データを記憶させるもので
ある。
【0017】
【実施例】図1に、本発明に係る計算機システムの概念
図を示す。図に示した計算機システム10は、プロセッ
サ(CPU)11、主メモリ3、2次キャッシュメモリ
4、キャッシュモニタ装置12が設けられ、それぞれC
PUバス5に接続されている。また、キャッシュモニタ
装置12は、ローカルバス13,14を介してCPU2
及び2次キャッシュメモリ4に接続されている。
【0018】CPU11は、主メモリ3に格納されたデ
ータを参照して各種演算を実行するもので、その内部に
内部キャッシュメモリ7が設けられている。主メモリ3
は、CPU11の参照するデータを格納するRAM等か
らなるものである。
【0019】2次キャッシュメモリ4は、CPU11の
参照する主メモリ3のデータの一部を格納するRAM等
からなるもので、主メモリ3よりも高速度でCPU11
がデータをアクセスすることのできるものである。内部
キャッシュメモリ7は、CPU11の参照するデータを
一時格納するRAM等の内部記憶装置から構成されるも
ので、2次キャッシュメモリ4よりも高速度でCPU1
1がデータをアクセスすることのできるものである。
【0020】キャッシュモニタ装置12は、内部キャッ
シュメモリ7及び2次キャッシュメモリ4のデータを格
納する領域が空き領域(新たなデータの記憶が許容され
る領域)であるか否かを管理するテーブルを備えたもの
である。
【0021】図4に、キャッシュモニタ装置12の概念
図を示す。図に示すように、キャッシュモニタ装置12
には、内部キャッシュメモリ7の各領域の状態を示す内
部キャッシュテーブル15と、2次キャッシュメモリ4
の各領域の状態を示す2次キャッシュテーブル16が設
けられている。
【0022】内部キャッシュメモリ7の領域がn個、2
次キャッシュメモリ4の領域m個用意されているとする
と、内部キャッシュテーブル15には項目KA1〜KA
n、2次キャッシュテーブル16には項目KB1〜KB
mが設けられる。それぞれの項目は、例えば内容(1)
の場合、データの記憶に使用中である使用領域を示し、
内容(0)の場合、新たなデータの記憶が許容された空
き領域を示す。
【0023】ここで図1に戻って、本発明に係る計算機
システム10の動作(本発明のキャッシュメモリ制御方
法)を図5を参照しながら説明する。図5は、本発明の
キャッシュメモリ制御方法のフローチャートである。ま
ず、CPU11にデータ(主メモリ3に記憶されたデー
タ)を参照する事態が発生すると(ステップS11)、
CPU11は、まず初めに内部キャッシュメモリ7に目
的とするデータが記憶されているか否かを判断する(ス
テップS12)。
【0024】この結果がYES、即ち内部キャッシュメ
モリ7に目的とするデータが記憶されていた場合(ヒッ
トの場合)、CPU11は内部キャッシュメモリ7から
データを読取り(ステップS13)、データ獲得に係る
処理を終了し、演算処理を実行することになる。
【0025】ステップS12の結果がNOの場合、即ち
内部キャッシュメモリ7に目的のデータが記憶されてい
なかった場合(ミスヒットの場合)、CPU11は、2
次キャッシュメモリ4に目的とするデータが記憶されて
いるかを判断する(ステップS14)。
【0026】この結果がYES、即ち2次キャッシュメ
モリ4に目的のデータが記憶されていた場合(ヒットの
場合)、CPU11は、2次キャッシュメモリ4からデ
ータを読取り、キャッシュモニタ装置12の内部キャッ
シュテーブル15の検索を行なう。この検索の結果、内
容(0)の項目(項目KAn)が存在した場合、読取っ
たデータを、この項目に対応する領域に記憶させ、CP
U11は読取ったデータに対応する演算処理を実行する
(ステップS15)。
【0027】なお、ステップS15における検索の結果
、内容(0)の項目が存在しなかった場合、CPU11
は、2次キャッシュメモリから読取ったデータの内部キ
ャッシュメモリへの記憶を実行せず直ちに演算処理を実
行する。
【0028】ステップS14の結果がNOの場合、即ち
2次キャッシュメモリ4に目的のデータが記憶されてい
なかった場合(ミスヒットの場合)、CPU11は、主
メモリ3をアクセスして目的のデータを読取る。更にプ
ロセッサ11は、キャッシュモニタ装置12の内部キャ
ッシュテーブル15及び2次キャッシュテーブル16の
検索を行なう。この検索の結果、内容(0)の項目(項
目KAn,KAm)が存在した場合、読取ったデータを
この項目に対応する領域に記憶させ、CPU11は読取
ったデータに対応する演算処理を実行する(ステップS
16)。
【0029】なお、ステップS16における検索の結果
、内容(0)の項目が存在しなかった場合、CPU11
は、主メモリ3から読取ったデータを内部キャッシュメ
モリ7の領域の内、参照頻度の一番低い領域に記憶させ
る。
【0030】なお、CPU11が内部キャッシュメモリ
7及び2次キャッシュメモリ4に格納されたデータの参
照頻度を監視し、予め設定された一定の参照頻度以下の
データが記憶された領域を新たなデータの記憶を許容す
る空き領域に設定する処理は、従来同様に実施され、領
域をデータの記憶に使用する場合及び空き領域に設定す
る際にはキャッシュモニタ装置12に使用及び空きの項
目を通知する。キャッシュモニタ装置12は、この通知
を受けると内部キャッシュテーブル15及び2次キャッ
シュテーブル16の該当する項目の内容を変更する。
【0031】以上の説明のように、本発明のキャッシュ
メモリ制御方法は、内部キャッシュメモリ7にミスヒッ
トし2次キャッシュメモリ4にヒットした場合、内部キ
ャッシュメモリ7に空き領域が存在しない限り、2次キ
ャッシュメモリ4から内部キャッシュメモリ7へのデー
タ転送を実施しないため、内部キャッシュメモリ7と2
次キャッシュメモリ4に重複したデータを記憶する事態
を回避する。
【0032】また、内部キャッシュメモリ7及び2次キ
ャッシュメモリ4共にミスヒットした場合、空き領域が
存在する場合にはその空き領域に新たなデータを記憶さ
せ、空き領域が存在しない場合には内部キャッシュメモ
リ7にのみ新たなデータの記憶を実行するため、空き領
域が存在しないにもかかわらず、重複したデータを記憶
するといった事態を回避する。
【0033】本発明は、以上の実施例に限定されない。 実施例では、主メモリ3をRAMとして説明したが、磁
気記憶装置等の記憶装置においても適用することができ
る。またキャッシュモニタ装置12は、独立して設ける
のでなく、例えばプロセッサ11の機能の一部として構
成することも可能である。そして、内部キャッシュメモ
リ7及び2次キャッシュメモリの両者においてミスヒッ
トし、かつ両者に空き領域が存在した場合、新たなデー
タを両者に記憶させるのでなく、内部キャッシュメモリ
7のみに格納させるようにしても構わない。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のキャッシ
ュメモリ制御方法によると、内部キャッシュメモリと2
次キャッシュメモリの内容が極力相違するようにデータ
の記憶を行なうため、内部キャッシュメモリと2次キャ
ッシュメモリを合わせたヒットの確率を向上させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る計算機システムの概念図である。
【図2】従来の計算機システムの概念図である。
【図3】従来のキャッシュメモリ制御方法のフローチャ
ートである。
【図4】キャッシュモニタ装置の概念図である。
【図5】本発明のキャッシュメモリ制御方法のフローチ
ャートである。
【符号の説明】
3  主メモリ 4  2次キャッシュメモリ 7  内部キャッシュメモリ 11  プロセッサ(CPU) 12  キャッシュモニタ装置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  プロセッサの参照するデータが記憶さ
    れた主メモリをアクセスすることなく当該データを参照
    するため、前記プロセッサの内部の内部キャッシュメモ
    リと、前記プロセッサとは独立に2次キャッシュメモリ
    を設けたシステムにおいて、前記内部キャッシュメモリ
    及び前記2次キャッシュメモリに、それぞれ記憶された
    前記データが無効になり、新たなデータの記憶が可能な
    空き領域が存在するか否かを監視し、前記データを前記
    内部キャッシュメモリ及び前記2次キャッシュメモリに
    記憶させる場合、前記空き領域が前記内部メモリ及び前
    記2次キャッシュメモリの何れにも存在しない時、前記
    内部キャッシュメモリにのみ前記データを記憶させ、そ
    の他の時、前記空き領域に前記データを記憶させること
    を特徴とするキャッシュメモリ制御方法。
JP3020540A 1991-01-21 1991-01-21 キャッシュメモリ制御方法 Pending JPH04288644A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3020540A JPH04288644A (ja) 1991-01-21 1991-01-21 キャッシュメモリ制御方法
KR1019910022274A KR100238996B1 (ko) 1991-01-21 1991-12-06 캐쉬메모리(cash memory)제어방법

Applications Claiming Priority (1)

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JP3020540A JPH04288644A (ja) 1991-01-21 1991-01-21 キャッシュメモリ制御方法

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JPH04288644A true JPH04288644A (ja) 1992-10-13

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Family Applications (1)

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JP3020540A Pending JPH04288644A (ja) 1991-01-21 1991-01-21 キャッシュメモリ制御方法

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KR (1) KR100238996B1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6256708B1 (en) 1996-08-28 2001-07-03 Nec Corporation Auxiliary buffer for direct map cache

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6256708B1 (en) 1996-08-28 2001-07-03 Nec Corporation Auxiliary buffer for direct map cache

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Publication number Publication date
KR920015203A (ko) 1992-08-26
KR100238996B1 (ko) 2000-01-15

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