JPS63751A - プリフエツチ制御方式 - Google Patents

プリフエツチ制御方式

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Publication number
JPS63751A
JPS63751A JP61145844A JP14584486A JPS63751A JP S63751 A JPS63751 A JP S63751A JP 61145844 A JP61145844 A JP 61145844A JP 14584486 A JP14584486 A JP 14584486A JP S63751 A JPS63751 A JP S63751A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
prefetch
cache memory
flag
instruction processing
address
Prior art date
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Pending
Application number
JP61145844A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Sakai
坂井 高志
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPS63751A publication Critical patent/JPS63751A/ja
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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】 〔概要〕 主記憶装置に対するプリフェッチ機能を備えたキャッシ
ュメモリを有する計算機システムのキャッシュメモリ制
御ユニットにおいて、該キャッシュメモリのタグ(TA
G)メモリのエントリ中に、プリフェッチアクセスであ
ることを示すプリフェッチフラグ(PFF)を設け、キ
ャッシュメモリ制御ユニットでプリフェッチ要求を発行
した時には、該プリフェッチフラグ(PFF)を″オン
゛ とする手段を設けることにより、該プリフェッチア
クセスの後から、該プリフェッチアドレスと同じアドレ
スで命令処理部からフェッチ要求があったとき、上記プ
リフェッチフラグ(PFF)を“オブ として、該プリ
フェッチアクセスを、上記命令処理部からのフェッチア
クセスに切り替えるようにしたものである。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、主記憶装置に対するプリフェッチ機能を備え
たキャッシュメモリを有する計算機システムのキャッシ
ュメモリ制御ユニットにおけるプリフェッチ制御方式に
関する。
一般に、計算機システムにおいて、命令処理部(iPU
)が実行するプログラム、オペランドデータのアドレス
分布に局所性があることに着目し、主記憶装置(MS)
と命令処理部(iPu)との間に、小容量ではあるが高
速のキャッシュメモリを設け、主記憶装置(MS)から
1ブロツク(例えば、32バイト)を単位としたデータ
を格納しておき、該命令処理部(iPU)からのフェッ
チ要求があると、該キャッシュメモリをアクセスして、
該命令、或いはオペランドデータが該キャッシュメモリ
に存在していると(即ち、ヒントであると)、該キャッ
シュメモリから読み取り、見掛は上のアクセスタイムの
向上を図ることが行われる。
このとき、8亥フ゛ロツクの次のフ゛ロックをサーチし
て、若し、該キャッシュメモリ上になければ、主記憶装
置(MS)ヘプリフエッチ要求を送出し、数次のブロッ
クを当該キャッシュメモリに格納しておくことにより、
上記ヒント率を向上させることができる。
然して、該プリフェッチは、命令処理部(i PI)か
らの要求ではないので、命令処理部(iPU)に対して
応答してはならない。
その為、主記憶装置(MS)への要求コマンドに、該プ
リフェッチであることを示す要求種別(REQ FC)
信号を゛対゛にして送出し、主記憶装置(MS)からの
応答データに対しても、該プリフェッチ要求に対するデ
ータであることを示す応答種別(RESPONS PC
)信号を゛対′で返送する。
そして、キャッシュメモリ制御ユニットにおいて、該応
答種別(RESPONS PC)信号がプリフェッチで
あることを認識すると、命令処理部(iPU)への応答
を抑止するような制御を行っている。
このようなプリフェッチ制御方式において、該プリフェ
ッチのデータがキャッシュメモリに格納される前に、命
令処理部(iPU)から正式のフェッチ要求が発行され
、該フェッチアドレスが、上記プリフェッチアドレスと
同じであると、上記プリフェッチを示す応答種別(RE
SPONS FC)信号を無視して、該プリフェッチを
正式のフェッチに切り替える必要があり、効果的な切り
替え制御方式が待たれていた。
〔従来の技術〕
第3図は従来のプリフェッチ制御方式を説明する図であ
る。
先ず、計算機システムの命令処理部(iPU)に付加す
る形で設けられているキャッシュメモリ制御ユニット 
(以下、SCUと云う)において、命令処理部(iPU
)からフェッチ要求を受は付けた時、キャッシュメモリ
のタグ(TAG)部40を、アドレスレジスタ(AR)
 2に設定されたフェッチアドレスでサーチし、比較器
(C) 40aで一致出力が検出(ヒツトと云う)され
ると、バッファ(BS) 41からデータを読み出し、
マルチプレクサ(MPXI) 7を介して、命令処理部
(iPU)に送出する。
このとき、若し、上記サーチ処理で一致出力が得られな
い(ノンヒツトと云う)時は、バッファ(BS) 41
に当該ブロックのデータが存在しないことになるので、
主記憶装置(MS)にフェッチ要求を送出する。
このとき、当言亥アドレス■のタグ(TAG)部40へ
の登録と、バリッド(V)ビット、及びMビットの゛オ
ン″動作が行われる。尚、該登録エントリは、公知のL
RUアルゴリズムによって定められる。
そして、該命令処理部(iPU)が要求したデータを含
むブロックが、所謂ムーブイン(ト)によって、該キャ
ッシュメモリ制御ユニットに返ってきた時、上記タグ(
TAG)部40をサーチして、該当アドレスを含むエン
トリの上記Mビットを“オブ とすし、8亥ムーフ゛イ
ンデータをバッファ(BS) 41に取り込むと共に、
先頭の1バイトをマルチプレクサ(MPXI) 7を介
して、命令処理部(iPU)に送出するように動作する
前述のように、アドレス分布の局所性から、フェッチ要
求はアドレスが連続してくることが多いので、SCUは
要求されたアドレスの次のブロックのアドレスをプリフ
ェッチアドレスレジスタ(PFAR) 3に設定して、
該アドレスによってタグ(TAG) 部40をサーチし
、若し該ブロックが存在しない(ノンヒツト)ときには
、主制御部1の制御の元に、該ブロックについて、主記
憶装置(MS)にプリフェッチ要求を、プリフェッチで
あることを示す要求種別(REQ FC)信号と共に、
主記憶装置(MS)に送出する。
このときも、上記プリフェッチアドレス■の登録と、バ
リッド(v)ビット、及びMビットの゛オン°処理を行
う。
そして、主記憶装置(MS)から該プリフェッチデータ
転送されてくると、上記Mビットを゛オフ”にすると共
に、言亥ブリフエフチデータをデータレジスタ(DR)
 5を介してバッファ(BS) 41の当該アドレスに
格納する。。
然し、このプリフェッチは、命令処理部(iPtl)か
らの要求ではないので、命令処理部(iPU)に応答し
てはならない。
そこで、主記憶装置(MS)から送られてきた応答種別
(RESPONS FC)信号がプリフェッチであるこ
とをIPU制御部6で認識すると、命令処理部(iPI
J)に対して、データの送出を示すrsENDJの送出
を抑止するように機能する。
然して、上記SCUからのプリフェッチ要求によるデー
タがバッファ(BS) 41に格納される前に、命令処
理部(iPU)から正式のフェッチ要求が発行された場
合、上記アドレスレジスタ(AR) 2に設定されたフ
ェッチ要求アドレスと、前述のプリフェッチアドレスレ
ジスタ(PFAR) 3に設定されているプリフェッチ
アドレスとが比較器(PC) 31で比較され、若し一
致すると、上記主記憶装置(MS)から返送されてきた
プリフェッチデータであることを示す応答種別(RES
PONS FC)信号を、IPU制御部6で無視し、前
述のr 5END Jを送出するようにして、該プリフ
ェッチを正規のフェッチに切り替える制御を行うが、−
致出力が得られない時には、該SCUの発行したプリフ
ェッチと、命令処理部(iPU)が発行したフェッチと
は互いに独立な事象であるので、主制御部1において、
適当なタイミングをとって、該命令処理部(iPtl)
からのフェッチ要求を主記憶装置(MS)に送出するよ
うにしていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従って、従来のプリフェッチ制御方式においては、SC
Uで発行したプリフェッチアドレスと、命令処理部(i
Ptl)が発行したフェッチアドレスとを比較する為の
比較器(PC) 31.及び、該比較器(PC)31で
一致出力が検出された時には、命令処理部(iPU)に
対して、r 5END Jを送出する為の制御機構6等
を必要とし、ハードウェア量の増加や、制御が複雑にな
ると云う問題があった。
本発明は上記従来の欠点に鑑み、少ないハードウェア量
と、簡単な制御で、SCUで発行したプリフェッチ動作
を、命令処理部(iPU)で発行したフェッチに切り替
える方法を提供することを目的とするものである。
C問題点を解決するための手段〕 第1図は本発明のプリフェッチ制御方式の原理ブロック
図である。
本発明においては、主記憶装置に対するプリフェッチ機
能を備えたキャッシュメモリを有する計算機システムの
キャッシュメモリ制御ユニットにおいて、該キャッシュ
メモリのタグメモリ 40の中に、プリフェッチアクセ
スであることを示すプリフェッチフラグ(PFF)を設
け、キャッシュメモリ制御ユニットでプリフェッチ要求
を発行した時には、当8亥プリフェッチフラグ(PFF
)を ゛オン゛ とし、該プリフェッチアクセスの後か
ら、該プリフェッチアドレスと同じアドレスで、命令処
理部からフェッチ要求があったとき、制御回路8におい
て上記プリフェッチフラグ(PFF)を゛オフ′ とし
、該プリフェッチアクセスを、上記命令処理部からのフ
ェッチアクセス(SENDの送出)に切り替えるように
構成する。
〔作用〕
即ち、本発明によれば、主記憶装置に対するプリフェッ
チ機能を備えたキャッシュメモリを有する計算機システ
ムのキャッシュメモリ制御ユニットにおいて、該キャッ
シュメモリのタグ(TAG)メモリのエントリ中に、プ
リフェッチアクセスであることを示すプリフェッチフラ
グ(PFF)を設け、キャッシュメモリ制御ユニットで
プリフェッチ要求を発行した時には、該プリフェッチフ
ラグ(PFF)を“オン゛ とする手段を設けることに
より、該プリフェッチアクセスの後から、該プリフェッ
チアドレスと同じアドレスで命令処理部がらフェッチ要
求があったとき、上記プリフェッチフラグ(PFF)を
“オフ゛ として、8亥プリフェッチアクセスを、上記
命令処理部からのフェッチアクセスに切り替えるように
したものであるので、ブリ、フェッチ動作を命令処理部
(iPU)からのフェッチ動作に切り替える制御が簡単
化できる効果がある。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を図面によって詳述する。
第2図は本発明の一実施例をブロック図で示した図であ
り、キャッシュメモリ制御ユニット(SCU)における
キャッシュメモリのタグ(TAG)部4oの各エントリ
に設けられたプリフェッチフラグ(PFF)、及び該フ
ラグを゛オフ゛にする制御回路8が本発明を実施するの
に必要な手段である。尚、全図を通して同じ符号は同じ
対象物を示してσする。
本発明を実施しても、命令処理部(iPU)からのキャ
ッシュメモリ、及び主記憶装置(MS)に対するフェッ
チ要求に対する基本動作は変わることはないので省略し
、ここでは、SCUが主記憶装置(MS)に対して、プ
リフェッチ要求を出し、該プリフェッチのデータがキャ
ッシュメモリのバッファ(BS)41に格納される前に
、命令処理部(iPU)から正式のフェッチ要求が発行
されたときの動作を中心にして、本発明のプリフェッチ
制御方式を説明する。
先ず、SCUからプリフェッチ要求が発行されると、主
制御部1の制御の元に、タグ(TAG)部40の該当エ
ントリのプリフェッチフラグ(PPP)が“オン”に設
定されると共に、プリフェッチアドレスレジスタ(PF
AR) 3から、マルチプレクサ(MPX2)9を介し
て、プリフェッチアドレスが主記憶装置(MS)に送出
される。
このとき、タグ(TAG)部40には、当8亥プリフェ
ッチアドレス■の登録と、バリッド(V)ビット、及び
Mビットの゛オン゛動作が行われる。
その後、−定のアクセスタイム後、該主記憶装置(MS
)から当該プリフェッチに対応するデータが、プリフェ
ッチによるデータであることを示す応答種別(RESP
ONS FC)信号と共に、SCUに転送されて(ると
、バッファ(BS) 41の、上記プリフェッチアドレ
スレジスタ(PPAI?) 3が示すエントリに格納(
登録)されると共に、タグ(TAG)部40の同じエン
トリのMビットは゛オフ゛ とするように機能する。
該バッファ(BS) 41に対するプリフェッチデータ
の格納が完了する前に、命令処理部(iPU)から正式
のフェッチ要求があり、そのフェッチアドレスがアドレ
スレジスタ(AR) 2に設定されると、本発明におい
ては、該フェッチアドレスに基づいて、タグ(TAG)
部40がサーチされ、比較器(C) 40aにおいて一
致出力が得られると、制御回路8において、当該エント
リのプリフェッチフラグ(PFF)が参照される。
そして、該フラグが°オン″であることを、アンド回路
81で検出すると、図示のルートで本発明のプリフェッ
チフラグ(PPP)が°オフ゛にされる。その後、該プ
リフェッチデータが転送されてくる迄の間、他のアクセ
スの処理が行われる。
本発明のIPU制御部6においては、主記憶装置(MS
)から上記プリフェッチ要求に対するデータであること
を示す応答種別(RESPONS FC)信号を認識し
た時、上記タグ(TAG)部のプリフェッチアドレスレ
ジスタ(PFAR) 3が示すエントリのMビットを゛
オフ” とすると共に、該エントリの上記プリフェッチ
フラグ(PFF)が“オフ゛であることを認識すると、
前述のrsENDJ信号と共に、咳主記憶装W (MS
)からのプリフェッチデータをマルチプレクサ(MPX
I) 7を介して命令処理部(iPU)に送出し、上記
プリフェッチ動作を、命令処理部(iPU)からのフェ
ッチ動作に切り替えるように機能する。
逆に、上記タグ(TAG)部のプリフェッチフラグ(P
FF)が°オン゛であると、前述のrsENDJ信号、
及び、咳主記憶装置(MS)からのプリフェッチデータ
の命令処理部(iPLI)への送出を抑止し、バッファ
(BS) 41への格納動作のみを行う。
このように、本発明は、キャッシュメモリのタグ(TA
G)部の各エントリ中に、プリフェッチフラグ(PFF
)を1ビット設け、SCUがプリフェッチを行った時に
、該フラグを゛オン” としておき、該プリフェッチに
よるデータがバッファ(BS) 4に格納される前に、
命令処理部(tPU)から正式にフェッチ要求が発行さ
れた時、該タグ(TAG)部をサーチし、上記プリフェ
ッチフラグ(PFF)が°オン”であることを認識する
と、J亥フラグを“オフ゛ とするだけで、上記プリフ
ェッチ動作を、命令処理部(iPU)からのフェッチ要
求の処理(SENDの送出)に切り替えることができる
ようにした所に特徴がある。
〔発明の効果〕
以上、詳細に説明したように、本発明のプリフェッチ制
御方式は、主記憶装置に対するプリフェッチ機能を備え
たキャッシュメモリを有する計算機システムのキャッシ
ュメモリ制御ユニットにおいて、該キャッシュメモリを
制御するタグ(TAG)メモリのエントリ中に、プリフ
ェッチアクセスであることを示すプリフェッチフラグ(
PFF)を設け、キャッシュメモリ制御ユニットでプリ
フェッチ要求を発行した時には、該プリフェッチフラグ
(PFF)を°オン゛ とする手段を設けることにより
、該プリフェッチアクセスの後から、該プリフェッチア
ドレスと同じアドレスで命令処理部からフェッチ要求が
あったとき、上記プリフェッチフラグ(PFF)を“オ
フ″として、S亥プリフェッチアクセスを、上記命令処
理部からのフェッチアクセスに切り替えるようにしたも
のであるので、プリフェッチ動作を命令処理部(iPU
)からのフェッチ動作に切り替える制御が簡単化できる
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明のプリフェッチ制御方式の原理ブロック
図。 第2図は本発明の一実施例をブロック図で示した図。 第3図は従来のプリフェッチ制御方式を説明する図。 である。 図面において、 1は主制御部。 2はアドレスレジスタ(AR)。 3はプリフェッチアドレスレジスタ(PFAR)。 31は比較器(PC)、    4はキャッシュメモリ
。 40はタグ(TAG)部、41はバッファ(BS) 。 40aは比較器(C)。 5はデータレジスタ(OR) 。 6はIPU制御部。 7.9はマルチプレクサ(MPXl、2)。 8は制御回路。 PFFはプリフェッチフラグ。 要求種別(REQ FC)信号、応答種別(RESPO
NS FC)信号はフェッチ要求、及び応答の種別を示
す制御信号。 をそれぞれ示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 主記憶装置に対するプリフェッチ機能を備えたキャッシ
    ュメモリを有する計算機システムのキャッシュメモリ制
    御ユニットにおいて、 該キャッシュメモリのタグメモリ(40)の各エントリ
    中に、プリフェッチアクセスであることを示すプリフェ
    ッチフラグ(PFF)を設け、 上記キャッシュメモリ制御ユニットで、主記憶装置に対
    するプリフェッチ要求を発行した時には、当該プリフェ
    ッチフラグ(PFF)を‘オン’とし、該プリフェッチ
    アクセスの後から、該プリフェッチアドレスと同じアド
    レスで、命令処理部からフェッチ要求があったとき、 上記プリフェッチフラグ(PFF)を‘オフ’として、
    該プリフェッチアクセスを、上記命令処理部からのフェ
    ッチアクセスに切り替えるように制御することを特徴と
    するプリフェッチ制御方式。
JP61145844A 1986-06-20 1986-06-20 プリフエツチ制御方式 Pending JPS63751A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61145844A JPS63751A (ja) 1986-06-20 1986-06-20 プリフエツチ制御方式

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JP61145844A JPS63751A (ja) 1986-06-20 1986-06-20 プリフエツチ制御方式

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JPS63751A true JPS63751A (ja) 1988-01-05

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ID=15394407

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JP61145844A Pending JPS63751A (ja) 1986-06-20 1986-06-20 プリフエツチ制御方式

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JP (1) JPS63751A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4457733A (en) * 1980-09-29 1984-07-03 Zenith Radio Corporation Method for providing coextensive raster patterns in television CRT in-line electron guns
JPH04270432A (ja) * 1991-01-25 1992-09-25 Fujitsu Ltd ディスクキャッシュ制御方式
US5382964A (en) * 1989-12-14 1995-01-17 Man Roland Druckmaschinen Ag Printing apparatus with thermo transfer foil capable of compensating variations in spacing or pressure between a printer form carrier and a recording head
JP2006040090A (ja) * 2004-07-29 2006-02-09 Fujitsu Ltd キャッシュメモリ制御装置、キャッシュメモリ制御方法、中央処理装置、情報処理装置、中央処理方法。
JP2009059077A (ja) * 2007-08-30 2009-03-19 Toshiba Corp キャッシュシステム

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