JPWO2021045814A5 - - Google Patents
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Claims (15)
前記プロセッサベースのシステムのメモリシステムにおけるメモリアドレスに関連づけられたキャッシュデータを記憶するように各々構成された複数のキャッシュエントリを含むメインデータアレイと、
前記メモリシステムにおけるメモリアドレスに関連づけられたキャッシュデータを記憶するように構成されたデータエントリを各々含む複数のバッファエントリを含む投機的バッファメモリと、
キャッシュコントローラであり、
ターゲットアドレスと、前記プロセッサベースのシステム内のプロセッサにより処理される前記ターゲットアドレスを含むロード命令を識別する命令識別(ID)とを含む、要求元からのデータ要求を受信し、
前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられた前記メインデータアレイ内のキャッシュエントリについて検索し、
前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられたバッファエントリについて前記投機的バッファメモリを検索し、
前記メインデータアレイ内のキャッシュデータが前記ターゲットアドレスに関連づけられ、前記投機的バッファメモリ内のバッファエントリ内のキャッシュデータが前記ターゲットアドレスに関連づけられていることに基づいて、前記データ要求に対するデータ応答を前記要求元に送信し、
非投機的である命令の命令IDを含むコミットインジケータを受信し、
前記コミットインジケータ内の受信した命令IDが、前記データ要求の前記ロード命令が非投機的であると示すことに応答して、
前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられた前記メインデータアレイ内のキャッシュエントリのキャッシュ状態を更新する、
ように構成される、キャッシュコントローラと、
を含む非投機的キャッシュメモリ。 A non-speculative cache memory in a processor-based system, comprising:
a main data array including a plurality of cache entries each configured to store cache data associated with a memory address in a memory system of the processor-based system;
a speculative buffer memory including a plurality of buffer entries each including a data entry configured to store cache data associated with a memory address in the memory system;
is a cache controller,
receiving a data request from a requestor including a target address and an instruction identification (ID) identifying a load instruction containing the target address to be processed by a processor in the processor-based system;
searching for a cache entry in the main data array associated with the target address of the data request;
searching the speculative buffer memory for a buffer entry associated with the target address of the data request;
a data response to the data request based on cache data in the main data array associated with the target address and cache data in a buffer entry in the speculative buffer memory associated with the target address; to the requestor;
receiving a commit indicator including an instruction ID for an instruction that is non-speculative;
in response to the received instruction ID in the commit indicator indicating that the load instruction of the data request is non-speculative;
updating the cache state of a cache entry in the main data array associated with the target address of the data request;
a cache controller configured to:
Non-speculative cache memory, including
前記メインデータアレイ内のキャッシュエントリが前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられていることに応答して、前記キャッシュコントローラは、前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられた前記ターゲットアドレスを有する前記メインデータアレイ内の前記キャッシュエントリ内のキャッシュデータを含む、前記データ要求に対する前記データ応答を、前記要求元に送信するように構成される、
請求項1に記載の非投機的キャッシュメモリ。 the cache controller is further configured to determine if a cache entry in the main data array is associated with the target address of the data request;
In response to a cache entry in the main data array being associated with the target address of the data request, the cache controller causes the main data array to have the target address associated with the target address of the data request. configured to send the data response to the data request to the requester, including cached data in the cache entry in a data array;
2. The non-speculative cache memory of claim 1.
前記キャッシュコントローラはさらに、
前記メインデータアレイ内のキャッシュエントリが前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられていることに応答して、前記キャッシュコントローラはさらに、
前記SAR回路内のSARエントリを割り当て、前記SARエントリは、前記データ要求の前記ロード命令の前記命令IDを含む命令IDエントリと、前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられた前記メインデータアレイ内のキャッシュエントリに対するインデックスを含むメインデータアレイエントリとを含む
ように構成され、
前記コミットインジケータ内の前記受信した命令IDが、前記データ要求の前記ロード命令が非投機的であると示すことに応答して、
前記受信した命令IDが前記SAR回路内のSARエントリ内の命令IDエントリに含まれるかを決定し、
前記受信した命令IDが前記SAR回路内のSARエントリに含まれると決定することに応答して、前記受信した命令IDを含む前記SARエントリ内の前記メインデータアレイエントリ内の前記インデックスに対応する前記メインデータアレイ内の前記キャッシュエントリの前記キャッシュ置換状態を更新する
ように構成される、請求項3に記載の非投機的キャッシュメモリ。 SAR circuitry configured to store speculative access record (SAR) entries including instruction ID entries and main data array entries;
The cache controller further:
In response to a cache entry in the main data array being associated with the target address of the data request, the cache controller further:
Allocate a SAR entry in the SAR circuit, the SAR entry comprising an instruction ID entry containing the instruction ID of the load instruction of the data request and an instruction ID entry in the main data array associated with the target address of the data request. a main data array entry containing an index to the cache entry;
in response to the received instruction ID in the commit indicator indicating that the load instruction of the data request is non-speculative;
determining if the received instruction ID is contained in an instruction ID entry in a SAR entry in the SAR circuit;
responsive to determining that the received instruction ID is included in a SAR entry in the SAR circuit corresponding to the index in the main data array entry in the SAR entry containing the received instruction ID; 4. The non-speculative cache memory of claim 3, configured to: update the cache replacement status of the cache entry in a main data array.
前記投機的バッファメモリ内のバッファエントリが前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられているかを決定し、
前記投機的バッファメモリ内のバッファエントリが前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられていることに応答して、前記キャッシュコントローラは、前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられた前記ターゲットアドレスを有する前記投機的バッファメモリ内の前記バッファエントリ内のキャッシュデータを含む、前記データ要求に対する前記データ応答を、前記要求元に送信するように構成される
ように構成される、請求項2に記載の非投機的キャッシュメモリ。 The cache controller is further responsive to a cache entry in the main data array not being associated with the target address of the data request;
determining if a buffer entry in the speculative buffer memory is associated with the target address of the data request;
In response to a buffer entry in said speculative buffer memory being associated with said target address of said data request, said cache controller having said target address associated with said target address of said data request. 3. The non-speculation of claim 2, configured to send to the requestor the data response to the data request, comprising cached data in the buffer entry in a speculative buffer memory. cache memory.
前記データ要求を前記プロセッサベースのシステム内の次により上位レベルのメモリに送信し、
前記次により上位レベルのメモリから前記データ要求に対するデータを受信し、
前記投機的バッファメモリ内のバッファエントリがキャッシュデータを記憶するために利用可能かを決定し、
前記投機的バッファメモリ内のバッファエントリがキャッシュデータを記憶するために利用可能であると決定することに応答して、前記投機的バッファメモリ内の利用可能なバッファエントリ及び前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられた利用可能なバッファエントリに、前記次により上位レベルのメモリから受信した前記データ要求に対する前記データを書き込む
ように構成される、請求項5に記載の非投機的キャッシュメモリ。 The cache controller is further responsive to a buffer entry in the speculative buffer memory not being associated with the target address of the data request;
sending the data request to the next higher level of memory in the processor-based system;
receiving data for said data request from said next higher level memory;
determining if a buffer entry in the speculative buffer memory is available for storing cache data;
available buffer entries in the speculative buffer memory and the target address of the data request in response to determining that a buffer entry in the speculative buffer memory is available for storing cache data; 6. The non-speculative cache memory of claim 5, configured to write the data for the data request received from the next higher level memory into an available buffer entry associated with the .
前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられた前記投機的バッファメモリ内の前記バッファエントリ内の前記データ要求に対するデータを、前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられた前記メインデータアレイ内のキャッシュエントリに書き込むように構成されることにより、前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられた前記メインデータアレイ内の前記キャッシュエントリの前記キャッシュ状態を更新する
ように構成される、請求項6に記載の非投機的キャッシュメモリ。 in response to the received instruction ID in the commit indicator indicating that the load instruction of the data request is non-speculative;
storing data for the data request in the buffer entry in the speculative buffer memory associated with the target address of the data request in a cache entry in the main data array associated with the target address of the data request; 7. The non-speculation of claim 6, configured to write to update the cache state of the cache entry in the main data array associated with the target address of the data request. cache memory.
前記キャッシュコントローラはさらに、
前記投機的バッファメモリ内のバッファエントリが前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられていることに応答して、
前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられた前記投機的バッファメモリ内の前記バッファエントリ内の非投機的インジケータを投機的状態に設定し、
前記コミットインジケータ内の前記受信した命令IDが、前記データ要求の前記ロード命令が非投機的であると示すことに応答して、
前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられた前記投機的バッファメモリ内の前記バッファエントリ内の前記非投機的インジケータを非投機的状態に設定し、
前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられた前記投機的バッファメモリ内の前記バッファエントリ内の前記非投機的インジケータが非投機的状態に設定されていることに応答して、
前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられた前記投機的バッファメモリ内の前記バッファエントリ内の前記データ要求に対するデータを、前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられた前記メインデータアレイ内のキャッシュエントリに書き込むように構成されることにより、前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられた前記メインデータアレイ内の前記キャッシュエントリの前記キャッシュ状態を更新する
ように構成される、請求項6に記載の非投機的キャッシュメモリ。 each buffer entry in the speculative buffer memory further includes a non-speculative indicator indicating whether the buffer entry is non-speculative;
The cache controller further:
in response to a buffer entry in the speculative buffer memory being associated with the target address of the data request;
setting a non-speculative indicator in the buffer entry in the speculative buffer memory associated with the target address of the data request to a speculative state;
in response to the received instruction ID in the commit indicator indicating that the load instruction of the data request is non-speculative;
setting the non-speculative indicator in the buffer entry in the speculative buffer memory associated with the target address of the data request to a non-speculative state;
in response to the non-speculative indicator in the buffer entry in the speculative buffer memory associated with the target address of the data request being set to a non-speculative state;
storing data for the data request in the buffer entry in the speculative buffer memory associated with the target address of the data request in a cache entry in the main data array associated with the target address of the data request; 7. The non-speculation of claim 6, configured to write to update the cache state of the cache entry in the main data array associated with the target address of the data request. cache memory.
命令IDエントリとVFBインデックスエントリとを含むVFBエントリを記憶するように構成されたVFB回路と、
をさらに含み、
前記キャッシュコントローラはさらに、
前記投機的バッファメモリ内のバッファエントリが前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられていないことに応答して、
前記VFB回路内のVFBエントリを割り当て、前記VFBエントリは、前記データ要求の前記ロード命令の前記命令IDを含む命令IDエントリと、前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられた前記投機的バッファメモリ内のバッファエントリに対するインデックスを含むVFBインデックスエントリとを含み、
前記SAR回路内のSARエントリを割り当て、前記SARエントリは、前記データ要求の前記ロード命令の前記命令IDを記憶する前記命令IDエントリと、前記命令IDを含む命令IDエントリを有する前記VFB回路内のVFBエントリに対するインデックスを記憶する前記VFBインデックスエントリとを含み、
前記コミットインジケータ内の前記受信した命令IDが、前記データ要求の前記ロード命令が非投機的であると示すことに応答して、
前記受信した命令IDを含む命令IDエントリを有する前記SAR回路内のSARエントリ内の前記VFBインデックスエントリ内のインデックスに基づいて、インデキシングされた命令IDを含む命令IDエントリを有する関連づけられた前記VFB回路内のVFBエントリを決定し、
前記VFB回路内の前記決定されたVFBエントリ内の前記VFBインデックスエントリ内のインデックスに基づいて、非投機的状態に設定された前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられた前記投機的バッファメモリ内の前記バッファエントリを決定し、
前記キャッシュコントローラは、
前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられた前記投機的バッファメモリ内の前記決定されたバッファエントリ内の前記バッファエントリ内の前記非投機的インジケータを非投機的状態に設定するように構成される、
ように構成される、請求項9に記載の非投機的キャッシュメモリ。 SAR circuitry configured to store speculative access record (SAR) entries including instruction ID entries and virtual fill buffer (VFB) index entries;
a VFB circuit configured to store a VFB entry including an instruction ID entry and a VFB index entry;
further comprising
The cache controller further:
in response that no buffer entry in the speculative buffer memory is associated with the target address of the data request;
allocating a VFB entry in said VFB circuit, said VFB entry being an instruction ID entry containing said instruction ID of said load instruction of said data request and in said speculative buffer memory associated with said target address of said data request; a VFB index entry containing an index to the buffer entry of
assigning a SAR entry in said SAR circuit, said SAR entry having said instruction ID entry storing said instruction ID of said load instruction of said data request and an instruction ID entry containing said instruction ID in said VFB circuit said VFB index entry storing an index to a VFB entry;
in response to the received instruction ID in the commit indicator indicating that the load instruction of the data request is non-speculative;
The associated VFB circuit having an instruction ID entry containing the instruction ID indexed based on the index in the VFB index entry in the SAR entry in the SAR circuit having the instruction ID entry containing the received instruction ID. determine the VFB entry in
within the speculative buffer memory associated with the target address of the data request set to a non-speculative state based on the index within the VFB index entry within the determined VFB entry within the VFB circuit; determine the buffer entry;
The cache controller
configured to set the non-speculative indicator in the buffer entry in the determined buffer entry in the speculative buffer memory associated with the target address of the data request to a non-speculative state;
10. The non-speculative cache memory of claim 9, configured to:
前記SAR回路に含まれる別のSARエントリが、その命令IDエントリ内に前記命令IDを、及びそのVFBエントリ内に前記VFBインデックスエントリを含むかを決定し、
前記別のSARエントリが前記SAR回路に含まれると決定することに応答して、前記SAR回路内の前記SARエントリを割り当て解除する
ように構成される、請求項10に記載の非投機的キャッシュメモリ。 The cache controller is further responsive to allocating the SAR entry in the SAR circuit to:
determining if another SAR entry included in the SAR circuit includes the instruction ID in its instruction ID entry and the VFB index entry in its VFB entry;
11. The non-speculative cache memory of claim 10, configured to deallocate the SAR entry within the SAR circuit in response to determining that the another SAR entry is included in the SAR circuit. .
ターゲットアドレスと、前記プロセッサベースのシステム内のプロセッサにより処理される前記ターゲットアドレスを含むロード命令を識別する命令識別(ID)とを含む、要求元からのデータ要求を受信するステップと、
前記プロセッサベースのシステムのメモリシステム内のメモリアドレスに関連づけられたキャッシュデータを記憶するように各々構成された複数のキャッシュエントリの中の、前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられたキャッシュエントリについて、メインデータアレイを検索するステップと、
前記メモリシステム内のメモリアドレスに関連づけられたキャッシュデータを記憶するように各々構成された複数のバッファエントリの中の、前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられたバッファエントリについて、投機的バッファメモリを検索するステップと、
前記メインデータアレイ内のキャッシュエントリが前記ターゲットアドレスに関連づけられ、前記投機的バッファメモリ内のバッファエントリ内のキャッシュデータが前記ターゲットアドレスに関連づけられていることに基づいて、前記データ要求に対するデータ応答を前記要求元に送信するステップと、
非投機的である命令の命令IDを含むコミットインジケータを受信するステップと、
前記コミットインジケータ内の受信した命令IDが、前記データ要求の前記ロード命令が非投機的であると示すことに応答して、前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられた前記メインデータアレイ内のキャッシュエントリのキャッシュ状態を更新するステップと、
を含む方法。 A method for updating cache state in non-speculative cache memory in a processor-based system, comprising:
receiving a data request from a requestor comprising a target address and an instruction identification (ID) identifying a load instruction containing the target address to be processed by a processor in the processor-based system;
among a plurality of cache entries each configured to store cache data associated with a memory address in a memory system of the processor-based system, for a cache entry associated with the target address of the data request; searching the main data array;
a speculative buffer memory for a buffer entry associated with the target address of the data request among a plurality of buffer entries each configured to store cache data associated with a memory address in the memory system; a searching step;
a data response to the data request based on cache entries in the main data array associated with the target address and cache data in buffer entries in the speculative buffer memory associated with the target address; sending to the requestor;
receiving a commit indicator that includes an instruction ID for an instruction that is non-speculative;
a cache in the main data array associated with the target address of the data request in response to the received instruction ID in the commit indicator indicating that the load instruction of the data request is non-speculative; updating the cache state of the entry;
method including.
前記メインデータアレイ内のキャッシュエントリが前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられていることに応答して、前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられた前記ターゲットアドレスを有する前記メインデータアレイ内の前記キャッシュエントリ内のキャッシュデータを含む、前記データ要求に対する前記データ応答を、前記要求元に送信するステップ、を含む請求項13に記載の方法。 further comprising determining if a cache entry in the main data array is associated with the target address of the data request;
said cache entry in said main data array having said target address associated with said target address of said data request, in response to said cache entry in said main data array being associated with said target address of said data request; 14. The method of claim 13, comprising sending the data response to the data request, including cached data in a cache entry, to the requester.
前記投機的バッファメモリ内のバッファエントリが前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられているかを決定するステップと、
前記データ要求の前記ターゲットアドレスに関連づけられた前記ターゲットアドレスを有する前記投機的バッファメモリ内の前記バッファエントリ内のキャッシュデータを含む、前記データ要求に対する前記データ応答を、前記要求元に送信するステップと、
をさらに含む請求項14に記載の方法。 in response that no cache entry in the main data array is associated with the target address of the data request;
determining if a buffer entry in the speculative buffer memory is associated with the target address of the data request;
sending to the requestor the data response to the data request including cached data in the buffer entry in the speculative buffer memory having the target address associated with the target address of the data request; ,
15. The method of claim 14, further comprising:
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