KR20050088077A - 컴퓨터 시스템 내의 메모리 관리 향상 방법, 메모리 관리메커니즘 및 컴퓨터 프로그램 제품 - Google Patents

컴퓨터 시스템 내의 메모리 관리 향상 방법, 메모리 관리메커니즘 및 컴퓨터 프로그램 제품 Download PDF

Info

Publication number
KR20050088077A
KR20050088077A KR1020057008348A KR20057008348A KR20050088077A KR 20050088077 A KR20050088077 A KR 20050088077A KR 1020057008348 A KR1020057008348 A KR 1020057008348A KR 20057008348 A KR20057008348 A KR 20057008348A KR 20050088077 A KR20050088077 A KR 20050088077A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
memory
translation information
address translation
address
computer system
Prior art date
Application number
KR1020057008348A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100843536B1 (ko
Inventor
마이클 노르만 데이
함 피터 호프스테
찰스 레이 존스
제임스 알란 칼
쑤옹 쿠앙 트루옹
데이비드 쉬피
Original Assignee
인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
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 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 filed Critical 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
Publication of KR20050088077A publication Critical patent/KR20050088077A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100843536B1 publication Critical patent/KR100843536B1/ko

Links

Classifications

    • 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
    • G06F12/10Address translation
    • G06F12/1027Address translation using associative or pseudo-associative address translation means, e.g. translation look-aside buffer [TLB]
    • 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
    • G06F12/10Address translation
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • 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
    • 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
    • G06F12/12Replacement control
    • G06F12/121Replacement control using replacement algorithms
    • G06F12/126Replacement control using replacement algorithms with special data handling, e.g. priority of data or instructions, handling errors or pinning

Abstract

어드레스 변환 정보(address translation information)의 서브셋(subset)이, CPU에 의한 보다 빠른 액세스를 위해 이러한 어드레스 변환 정보를 저장하기 위해 확보된 캐시 메모리(cache memory) 내에 저장된 다른 어드레스 변환 정보로 대체되는 것을 방지하는 것에 의해 컴퓨터 시스템 내에서의 메모리 관리가 개선된다. 이러한 방법으로, CPU는 캐시 내에 저장된 어드레스 변환 정보의 서브셋을 식별할 수 있다.

Description

컴퓨터 시스템 내의 메모리 관리 향상 방법, 메모리 관리 메커니즘 및 컴퓨터 프로그램 제품{IMPROVED MEMORY MANAGEMENT FOR REAL-TIME APPLICATIONS}
본 발명은 일반적으로 컴퓨터 시스템 내에서의 메모리 관리에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 컴퓨터 시스템 상에서 실행되는 실시간(real-time) 애플리케이션의 성능을 증대시키기 위해 개선된 메모리 어드레스 변환 메커니즘(memory address translation mechanism)에 관한 것이다.
현대의 컴퓨터 시스템에서, 가상 메모리(virtual memory)로 알려진 기법을 사용하여 컴퓨터 시스템의 물리적 메모리(physical memory) 또는 실제 메모리(real memory)의 리소스를 관리한다. 이러한 기법은 애플리케이션에게 있어서 메모리 양이 매우 크다는 착각을 일으키게 한다. 본래, 이러한 가상 메모리 시스템은 너무 작은 물리적 또는 실제 메모리를 갖는 문제를 해결하기 위해 개발되었다. 이들이 풍부한 메모리를 갖고 있는 대부분의 현대적 시스템에 있어서 더 이상 중요한 인자가 될 수 없다고 해도, 가상 메모리 메커니즘 그 자체는 그 외의 이유로 인해 매우 가치가 있는 것으로 증명되었다. 이러한 이유들 중에서 특히, 가상 메모리 메커니즘은 애플리케이션 프로그램 설계에서뿐만 아니라 메모리 할당(memory allocation) 및/또는 메모리 보호를 단순화한다.
가상 메모리 시스템에서, 가상 어드레스는 복수의 페이지 테이블 엔트리(page table entries)(PTE)를 갖는 페이지 테이블(page tables)을 가지고 실제 어드레스로 변환될 수 있다. 전형적으로, 이러한 페이지 테이블은 DRAM 칩 등과 같은 컴퓨터 시스템의 주 메모리(main memory) 내에 저장된다. 그러나, CPU와 주 메모리 사이에서 접속하는 메모리 버스(memory bus)가 CPU의 작동 속도보다 매우 느리기 때문에 CPU와 주 메모리 사이에는 병목 현상(bottleneck)이 존재한다. 실시간 응답을 필요로 하지 않는 소정의 애플리케이션에 있어서, 이러한 병목 현상은 그에 합당한 문제점을 유발하지 않을 수 있다. 그러나, 여러 실시간 애플리케이션에서는 이러한 병목 현상이 이러한 애플리케이션의 작동에 있어서 뚜렷한 지연을 유발한다는 것이 확인된 바 있다.
이러한 병목 현상의 문제점을 극복하기 위한 공지된 기법은, 중앙 처리 장치(Central Processing Unit)(CPU)에 근접하고, 변환 룩어사이드 버퍼(translation lookaside buffer)(TLB)로 지칭되는 특수한 캐시 내에 PTE를 저장하는 것이다. 전형적으로, TLB는 CPU 내부에서 온-칩(on-chip) 상태로 상주하여, CPU에 의해 검색된 PTE(들)의 특정한 세트가 TLB 내에 저장되는 한, 주 메모리 내에서 페이지 테이블을 탐색하는 것과 연관된 임의의 지연을 제거하거나 실질적으로 감소시킨다. 특정한 PTE(들)의 세트가 TLB 내에서 발견되지 않으면, 이러한 이벤트는 전형적으로 TLB 미스(TLB miss)로 규정된다.
도 1은 실시간 애플리케이션에 있어서 개선된 메모리 관리 메커니즘을 도시하는 상위 레벨 블록도(high-level block diagram).
도 2는 실시간 애플리케이션을 위한 개선된 메모리 관리 메커니즘의 바람직한 실시예를 도시하는 하위 레벨 블록도(high-level block diagram).
도 3은 도 2의 개선된 메모리 관리 메커니즘에서 사용되는 대체 관리 테이블(replacement management table)(RMT)의 일례를 도시하는 도면.
일반적으로, 메모리 판독 및/또는 기록 요청이 이루어지면, 가상 메모리로부터 실제 메모리로의 매핑(mapping)은 TLB 내에서 캐싱(caching)된다. TLB 미스가 존재하면, 전용 하드웨어 또는 소프트웨어가 정확한 PTE를 가지고 TLB를 리로딩(reload)해야 한다. TLB의 하드웨어 리로딩뿐만 아니라 소프트웨어 리로딩은, 이러한 리로딩이 주 메모리로부터 PTE를 판독하고 그에 해당되는 일치(match) 대상을 탐색하도록 요구할 것이므로 성능과 관련하여 상당히 소모적일 수 있다. 전형적으로, 최대 3개의 캐시 라인 미스(cache line misses)를 취하여 일치 대상을 찾을 수 있다. 그러므로 실시간 애플리케이션에서, TLB 미스가 존재하는 것은 불리할 것이다.
본 발명은 제 1 항에 기재된 바와 같이 컴퓨터 시스템 내에서 메모리 관리를 향상시키는 방법을 제공하고, 다른 청구항에 기재된 바와 같이 그에 대응하는 장치 및 컴퓨터 프로그램 제품을 제공한다.
본 발명 및 그 이점에 대한 보다 완전한 이해를 위하여, 다음으로 첨부된 도면과 함께 이하의 설명에 대해 참조하기로 한다.
다르게 표시되어 있지 않는 한, 본 명세서에 개시된 모든 기능은 하드웨어나 소프트웨어, 또는 그 소정의 조합으로 실행될 수 있다는 것을 유의해야 한다. 그러나, 바람직한 실시예에서, 이러한 기능은 다르게 표시되어 있지 않는 한, 컴퓨터 프로그램 코드 등과 같은 코드에 따라서 컴퓨터 또는 전자 데이터 프로세서(electronic data processor) 등과 같은 프로세서, 소프트웨어 및/또는 이러한 기능을 수행하도록 코딩된 집적 회로에 의해 수행된다.
도면 중에서 도 1을 참조하면, 참조 번호 100은 일반적으로 실시간 애플리케이션을 위한 개선된 메모리 관리 메커니즘을 도시하는 상위 레벨 블록도를 지정한다. 일반적으로, 상위 레벨 블록도(100)는 가상 메모리를 이용하는 컴퓨터 시스템에 적용될 수 있다. 대부분의 현대적 컴퓨터 시스템이 이러한 카테고리 내에 포함된다. 가상 어드레스(102)는 페이지 테이블(106) 및 테이블 룩어사이드 버퍼(TLB)(108) 내에 저장된 페이지 테이블 엔트리(PTE)(도시하지 않음)를 이용하여 실제 또는 물리적 어드레스(104)로 변환된다. 특히, 가상 어드레스(102)는 가상 페이지 번호(virtual page number)(VPN)(102A) 및 페이지 오프셋(page offset)(102B)을 포함한다. 이와 유사하게, 실제 어드레스(104)는 페이지 프레임 번호(page frame number)(PFN)(104A) 및 페이지 오프셋(104B)을 포함한다. 바람직하게는, 가상 어드레스(102)의 VPN(102A)만이 실제 어드레스(104)의 PFN(104A)로 변환된다. 페이지 오프셋(102B)은 수정없이 페이지 오프셋(104B)으로 복제된다.
하드웨어 및/또는 소프트웨어 페이지 대체 알고리즘(page replacement algorithm)(PRA)(110)을 또한 사용하여 TLB 미스(TLB miss)가 존재하고, 이러한 TLB 내의 PTE가 페이지 테이블(106)로부터의 새로운 PTE(손실된 페이지를 포함함)로 대체되어야 하는 경우에 TLB를 보조한다. TLB 로킹 메커니즘(locking mechanism)(112)은 TLB(108) 및 PRA(110)와 상호 작용하여 실시간 애플리케이션을 위한 메모리 관리 메커니즘(100)을 개선한다.
적어도 하나의 중앙 처리 장치(central processing unit)(CPU)(도시하지 않음)는 다르게 표시되지 않는 한, 이러한 문맥 내에서 필요한 대부분의 동작 및/또는 계산을 직접 또는 간접적으로 제어한다. 또한, CPU에 접속된 메모리(도시하지 않음)는 페이지 테이블(106)을 저장한다. 하드웨어로 구현되는 경우에, PRA(110)는 TLB(108) 및 TLB 로킹 메커니즘(112)에 결합된다. 소프트웨어로 구현되는 경우에, PRA(110)는 메모리(도시하지 않음) 내에 저장되고, TLB 미스가 발생되는 경우에 CPU에 의해 실행될 것이다.
일반적으로, CPU가 페이지 테이블(106)을 저장하는 메모리에 대한 액세스를 획득하기 위해서는, (CPU의 추정 가능한 짧은 클록 사이클(clock cycle)에 비해서) 비교적 긴 시간 주기가 소요될 것이다. TLB(108)는 원래 페이지 테이블(106)로부터 입수 가능한 PTE의 일부분을 동적으로 저장하는 데 사용되는 특수한 캐시이다. 특히, TLB(108)는 빠른 액세스를 위해 비교적 적은 PTE의 세트를 저장하는 연합 메모리(associative memory)이다. 몇몇 필드(들)의 값이 주어지면, 연합 메모리 내의 하드웨어 메커니즘은 모든 레코드를 검색하고, 주어진 값을 포함하는 필드를 갖는 레코드를 리턴(return)한다. VPN(102A)이 주어지면, TLB(108) 내의 하드웨어 메커니즘은 TLB 내의 모든 PTE를 검색하고, TLB 미스가 존재하지 않는 경우에 PFN(104A)을 리턴한다. 본 발명의 진정한 정신을 벗어나지 않으면서 TLB(108) 대신에 다른 타입의 연합 메모리를 이용할 수 있다는 것을 유의하라.
전형적으로 TLB(108)는 CPU에 의해 가까운 미래에 사용될 가능성이 있는 몇몇 PTE를 동적으로 캐싱하기 위해 사용된다. PRA(110)는 사실상 CPU가 가까운 미래에 어떤 페이지를 사용할 가능성이 있는지 예측하고, 그에 따라서 주어진 시점에서 TLB(108) 내에 어떤 PTE가 저장되어야 하는지 판정한다. 일반적으로 본 기술 분야에서는 LRU(least-recently-used) 알고리즘(도시하지 않음)을 포함하는 여러 다른 페이지 대체 알고리즘이 알려져 있으나 이것으로 한정되지 않는다. TLB 미스가 존재할 때, LRU 알고리즘은 가장 오랜 시간 동안 사용되지 않은 PTE(즉, 최근 최소 사용된(least recently used) PTE)를 새로운 PTE(예를 들면, TLB 내에서 미싱된 PTE)로 대체한다.
이러한 페이지 대체 기법은 시간에 걸쳐서 메모리 관리 메커니즘(100)의 전체적 성능을 최적화할 수 있기는 하지만, 이러한 기법은 실시간 애플리케이션에 대해 발생될 가능성이 있는 역효과에 대해 고려하지 않는다. TLB 로킹 메커니즘(112)은 TLB(108) 및 PRA(110)와의 작업에 의해 이러한 문제를 극복한다. 일반적으로, TLB 로킹 메커니즘(112)은 실시간 애플리케이션에 대해 할당된 PTE(들)의 세트가 페이지 테이블(106) 내에 속하는 다른 PTE의 세트로 대체되는 것을 방지한다. 다시 말해서, TLB 로킹 메커니즘(112)은 PRA(110)가 판정하는 것에 무관하게 이러한 PTE(들)의 세트가 TLB(108)에서 제거되지 않도록 하는 것에 의해 실시간 애플리케이션을 위해 할당된 PTE(들)의 세트를 로킹한다.
실시간 애플리케이션이 본 발명으로부터 가장 큰 이득을 받을 수 있기는 하지만, 본 발명은 반드시 실시간 애플리케이션으로 한정되지 않는다는 것을 유의하는 것은 중요하다. 일반적으로, 본 발명은 TLB 미스가 발생될 때 임의의 타입의 애플리케이션 및/또는 임의의 특정한 애플리케이션(들)이 대체되는 것을 방지하기 위해서 적용 가능한 것으로 고려되어야 한다.
다음으로 도 2를 참조하면, 실시간 애플리케이션에 대한 개선된 메모리 관리 메커니즘의 바람직한 실시예를 나타내는 하위 레벨 블록도(200)가 도시되어 있다. 일반적으로, 메모리 요청은 유효 어드레스(effective address)(EA)(202)의 형태로 CPU(도시하지 않음)로부터 생성된다. EA(202)는 가상 어드레스(virtual address)(VA)(204)로 변환되고, 이는 그 후에 실제 어드레스(real address)(RA)(206)로 변환된다. 유효 어드레스(EA)는 유효 세그먼트 ID(ESID)(206A), 페이지 번호(PN)(206B) 및 오프셋(206C)을 포함한다. 이와 유사하게, VA(204)는 가상 세그먼트 ID(VSID)(204A), 페이지 번호(PN)(204B) 및 오프셋(204C)을 포함한다. 바람직하게는, 가상 페이지 번호(VPN)(204D)는 VSID(204A)와 PN(204B)을 연접함으로써 생성된다.
EA(202)는 세그먼트 룩어사이드 버퍼(segment lookaside buffer)(SLB)(208) 및 변환 룩어사이드 버퍼(TLB)(210)에 전달된다. SLB(208)는 EA(202)를 VA(204)로 변환하도록 구성된다. 바람직하게는, SLB(208)는 ESID(202A)를 VSID(204A)로 변환하고, PN(202B) 및 오프셋(202C)은 각각 PN(204B) 및 오프셋(204C)으로 복제된다.
VPN(204D) 및 EA(202)가 주어지면, CPU는 EA(202)에 의해 인덱싱된 모든 PTE를 액세스하고, VPN(204A)을 비교함으로써 TLB(210)에서 페이지 테이블 엔트리(PTE) 내의 일치 대상(즉, PTE 히트(hit))을 검색한다. 히트가 존재하는 경우에, 실제 페이지 번호(212)가 리턴된다. 바람직하게는, 로직 소자(logic element)(216)와 함께 TAG 비교기(214)를 이용하여 이러한 비교를 수행한다. 특히, TAG 비교기(214)는 VPN(204D)이 TLB(210) 내의 VPN(218)와 일치될 때 로직 소자(216)가 RPN(212)을 전달할 수 있게 한다. VPN(204D)이 TLB(210) 내의 VPN(218)과 일치되지 않으면, TAG 비교기(214)는 로직 소자(216)가 RPN(212)을 전달하는 것을 방지한다.
미스가 존재하는 경우에, TLB 리로딩 메커니즘(TLB reload mechanism)(도시하지 않음)은 메모리(도시하지 않음) 내의 페이지 테이블(도시하지 않음)을 검색하고, TLB(210)를 리로딩한다. 통상적인 TLB 구조에서, 미스 이후에 TLB(210)가 리로딩될 때, LRU(least-recently-used) 알고리즘 등과 같은 페이지 대체 알고리즘(PRA)(220)을 사용하여, 일치 클래스(congruence class) 내의 어떤 PTE의 세트가 대체되어야 하는지 표시한다.
TLB 리로딩이 발생한 경우에, 레인지 레지스터(range registers)(222)의 세트, 클래스 ID, 대체 세트(replacement set)(224), 대체 관리 테이블(replacement management table)(RMT)(226) 및 대체 세트 제어 블록(replacement set control block)(230)을 사용하여 어떤 세트를 대체할 것인지 선택한다. 특히, 레인지 레지스터(222)는 RMT(226)에 결합되어 클래스 ID를 RMT(226)에 전달한다. TLB 리로딩은 EA(202)를 레인지 레지스터(222)에 전달함으로써 이루어진다. 레인지 레지스터(222) 내에 히트가 존재한다면, 클래스 ID가 생성되고 RMT(226)로 전달된다. RMT는 RMT 대체 제어 비트를 생성하고, 이것은 RMT 대체 제어 버스(RMT replacement control bus)(232)를 통해서 대체 세트 제어 블록(230)으로 전달된다. 대체 세트 제어 블록(230)은 TLB(210)로부터의 RMT 대체 제어 비트 및 대체 세트(224)를 이용하여 어떤 세트를 대체할 것인지 결정한다.
도 3은 RMT(226)의 일례를 도시한다. 이 예에서, RMT(226)는 8개의 클래스 ID(행)×8개의 TLB 세트(열)의 매트릭스를 포함한다. 바람직하게는, RMT(226)는 TLB(210) 내의 세트가 주어진 클래스 ID와 상관될 때, 이러한 세트의 대체 관리 상태에 대한 운영 시스템 소프트웨어의 결정을 나타낸다.
바람직한 실시예에서, RMT(226)는 소프트웨어 관리형 테이블(software-managed table)이다. 소프트웨어는 구조를 유지하고, RMT 엔트리의 의미를 해석한다. 일반적으로, RMT(226)는 TLB의 하나의 세트 또는 세트들에 대한 유효 어드레스 레인지의 매핑에 사용된다. 또한, 클래스 ID(즉, TLB(226)의 행)는 주어진 어드레스 범위를 나타낸다. 이 예에서, 클래스 ID 0은 다른 클래스 ID에 의해 특별하게 제공되지 않은 임의의 어드레스 레인지에 해당한다. 그러면 주어진 클래스 ID가 RMT로 전달되고, RMT에 의해 인덱스로서 사용된다. 클래스 ID를 인덱스로서 사용하면, RMT(226)가 액세스되고, 해당되는 정보는 RMT 대체 제어 버스(232) 상에서 전달된다.
이 예에서, RMT(226)는 8×8 매트릭스이다. 다시 말해서, TLB(210)는 8-웨이(8-way) 세트 연합체(즉, 8개의 세트를 가짐)이다. 그러므로, 각각의 RMT 엔트리는 8 비트를 갖는다. 특히, RMT(226)는 TLB 세트 0-2로부터 클래스 ID 행 0 내에 정의된 "1"과, 행의 나머지 부분에서 정의된 "O"을 갖는다. 그러므로, 클래스 ID 0에 있어서, 데이터가 TLB로 대체되어야 한다면, 이러한 데이터는 TLB의 처음 3개의 세트, 즉 세트 0-2 내에서 업데이트될 수 있다. 또한, 클래스 ID 0은 이러한 세트에 대해 한정적으로 사용된다. 그러므로, TLB의 세트 0-2는 클래스 ID 0에 대해 한정된다. 클래스 ID 0은 레인지 레지스터 내에서 히트(hit)되지 않는 어드레스에 대한 디폴트 클래스 ID를 제공한다.
클래스 ID 1에 있어서, RMT는 세트 0-2 및 세트 4-7 내에서 정의된 "0"과, 세트 3에서 정의된 "1"을 갖는다. 클래스 ID 1에 대응하는 임의의 데이터는 세트 0-2 또는 세트 4-7 내에서 대체되지 않는다. 그 대신에, 데이터는 세트 3 내에서 대체된다. 클래스 ID 2 및 클래스 ID 3은 모두 동일한 세트인 세트 7에서 대체한다. 그러므로, 클래스 ID 2 및 클래스 ID 3은 오로지 세트 7에서만 대체한다. 클래스 ID 4는 대체를 위한 여러 개의 유효한 후보 세트를 갖는다. 이러한 세트는 세트 4, 세트 5 및 세트 6이다.
세트 대체의 최종 선택은 LRU 알고리즘 등과 같은 임의의 페이지 대체 알고리즘(PRA)에 의해 이루어진다. 다시 말해서, 소정 세트는 RMT에 의한 대체가 바람직한 것으로 마킹되고, 다음에 도 2의 대체 세트 선택 블록(230) 내에 포함된 LRU 알고리즘 제어 로직(도시하지 않음)을 사용하여 대체될 세트의 선택을 마무리한다.

Claims (8)

  1. 처리 로직(processing logic)과 제 1 및 제 2 메모리를 구비하는 컴퓨터 시스템 내에서 메모리 관리를 향상시키는 방법으로서,
    가상 어드레스(virtual addresses)와 실제 어드레스 사이의 어드레스 변환 정보(address translation information)를 상기 제 1 메모리 내에 저장하는 단계와,
    상기 처리 로직으로부터의 더 빠른 액세스를 위해 상기 어드레스 변환 정보의 적어도 일부분을 상기 제 2 메모리 내에 캐싱(caching)하는 단계-상기 어드레스 변환 정보의 일부분은 어드레스 변환 정보의 서브셋(subset)을 포함하고, 상기 제 2 메모리는 상기 제 1 메모리에 비해 상기 처리 로직에 대해 더 가깝게 위치됨-와,
    상기 어드레스 변환 정보의 상기 서브셋이 상기 제 1 메모리 내에 저장된 다른 어드레스 변환 정보로 대체되는 것을 방지하는 단계
    를 포함하는 컴퓨터 시스템 내의 메모리 관리 향상 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 메모리는 각각 상기 컴퓨터 시스템의 주 메모리(main memory) 및 변환 룩어사이드 버퍼(translation lookaside buffer)(TLB)인 컴퓨터 시스템 내의 메모리 관리 향상 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 어드레스 변환 정보는 하나 이상의 페이지 테이블 엔트리(page table entries)(PTE)를 갖는 하나 이상의 페이지 테이블(page tables) 내에 저장되는 컴퓨터 시스템 내의 메모리 관리 향상 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 어드레스 변환 정보의 상기 서브셋은 실시간(real-time) 애플리케이션(들)에 대해 할당되는 컴퓨터 시스템 내의 메모리 관리 향상 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어드레스 변환 정보의 상기 서브셋이 상기 제 1 메모리 내에 저장된 다른 어드레스 변환 정보로 대체되는 것을 방지하는 상기 단계는,
    레인지 레지스터(range register)에 대한 하나 이상의 클래스 ID(Class ID)를 생성하는 단계-각각의 클래스 ID는 유효 어드레스의 소정의 어드레스 레인지(address range)를 나타냄-와,
    상기 하나 이상의 클래스 ID를 인덱스(indices)로 이용하여 대체 관리 테이블(replacement management table)(RMT)을 액세스하는 단계와,
    상기 어드레스 변환 정보의 적어도 일부분의 하나 이상의 세트에 대해 상기 하나 이상의 클래스 ID를 매핑(mapping)하는 단계와,
    상기 어드레스 변환 정보의 어떠한 세트가 상기 RMT에 기초하는 대체를 위해 적합한지 판정하는 단계와,
    대체를 위해 적합한 것으로 판정된 상기 어드레스 변환 정보의 세트에 대해서만 대체 알고리즘을 수행하는 단계
    를 더 포함하는 컴퓨터 시스템 내의 메모리 관리 향상 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    유효 어드레스의 형태로 상기 처리 로직으로부터의 메모리 요청(memory request)을 생성하는 단계와,
    상기 유효 어드레스에 해당하는 가상 어드레스를 생성하는 단계와,
    실제 어드레스에 대해 상기 가상 어드레스를 일치시키는 제 1 어드레스 변환 정보 세트를 상기 제 2 메모리에서 검색하는 단계와,
    상기 제 2 메모리가 상기 제 1 어드레스 변환 정보 세트를 저장하지 않는다는 판정에 기초하여, 상기 제 1 어드레스 변환 정보 세트를 상기 제 1 메모리에서 검색하는 단계와,
    상기 제 1 메모리가 상기 제 1 어드레스 변환 정보 세트를 저장한다는 판정에 기초하여, 상기 제 1 어드레스 변환 정보 세트를 상기 제 2 메모리에 로딩(loading)하여 상기 제 1 메모리 내의 제 2 어드레스 변환 정보 세트를 대체하는 단계-상기 제 2 어드레스 변환 정보 세트는 실시간 애플리케이션을 위해 할당되지 않음-
    를 더 포함하는 컴퓨터 시스템 내의 메모리 관리 향상 방법.
  7. 처리 로직과 제 1 및 제 2 메모리를 구비하는 컴퓨터 시스템 내의 향상된 메모리 관리 메커니즘으로서,
    제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 실행하는 메모리 관리 메커니즘.
  8. 처리 로직과 제 1 및 제 2 메모리를 구비하는 컴퓨터 시스템 내에서 메모리 관리를 향상시키기 위한 컴퓨터 프로그램 제품으로서,
    컴퓨터 시스템 상에서 실행되면, 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 실행하는 컴퓨터 프로그램을 내장하는 매체를 구비한 컴퓨터 프로그램 제품.
KR1020057008348A 2002-12-12 2003-11-21 컴퓨터 시스템 내의 메모리 관리 향상 방법, 메모리 관리 메커니즘 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 KR100843536B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/318,541 2002-12-12
US10/318,541 US7103748B2 (en) 2002-12-12 2002-12-12 Memory management for real-time applications

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050088077A true KR20050088077A (ko) 2005-09-01
KR100843536B1 KR100843536B1 (ko) 2008-07-04

Family

ID=32506386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020057008348A KR100843536B1 (ko) 2002-12-12 2003-11-21 컴퓨터 시스템 내의 메모리 관리 향상 방법, 메모리 관리 메커니즘 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체

Country Status (11)

Country Link
US (1) US7103748B2 (ko)
EP (1) EP1581873B1 (ko)
JP (1) JP4129458B2 (ko)
KR (1) KR100843536B1 (ko)
CN (1) CN100397367C (ko)
AT (1) ATE390667T1 (ko)
AU (1) AU2003302824A1 (ko)
CA (1) CA2505610C (ko)
DE (1) DE60320026T2 (ko)
IL (1) IL169136A0 (ko)
WO (1) WO2004053698A2 (ko)

Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6862027B2 (en) * 2003-06-30 2005-03-01 Microsoft Corp. System and method for parallel execution of data generation tasks
US7355601B2 (en) * 2003-06-30 2008-04-08 International Business Machines Corporation System and method for transfer of data between processors using a locked set, head and tail pointers
JP2005132525A (ja) * 2003-10-29 2005-05-26 Toyota Industries Corp 産業車輌における立席型運転席用背もたれ構造
US7519791B2 (en) * 2004-02-06 2009-04-14 Intel Corporation Address conversion technique in a context switching environment
US7089341B2 (en) * 2004-03-31 2006-08-08 International Business Machines Corporation Method and apparatus for supporting interrupt devices configured for a particular architecture on a different platform
US7362705B2 (en) * 2004-05-13 2008-04-22 International Business Machines Corporation Dynamic load-based credit distribution
JP4233492B2 (ja) * 2004-06-02 2009-03-04 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 アドレス変換装置
US7840757B2 (en) * 2004-07-29 2010-11-23 International Business Machines Corporation Method and apparatus for providing high speed memory for a processing unit
US20060045031A1 (en) * 2004-09-02 2006-03-02 International Business Machines Corporation Automatic hardware data link initialization using multiple state machines
US20060047862A1 (en) * 2004-09-02 2006-03-02 International Business Machines Corporation Automatic hardware data link initialization
US7546401B2 (en) * 2004-09-23 2009-06-09 International Business Machines Corporation Byte to byte alignment of multi-path data
US7475190B2 (en) * 2004-10-08 2009-01-06 International Business Machines Corporation Direct access of cache lock set data without backing memory
US20060080511A1 (en) * 2004-10-08 2006-04-13 International Business Machines Corporation Enhanced bus transactions for efficient support of a remote cache directory copy
US8332592B2 (en) * 2004-10-08 2012-12-11 International Business Machines Corporation Graphics processor with snoop filter
US7305524B2 (en) * 2004-10-08 2007-12-04 International Business Machines Corporation Snoop filter directory mechanism in coherency shared memory system
US7577794B2 (en) 2004-10-08 2009-08-18 International Business Machines Corporation Low latency coherency protocol for a multi-chip multiprocessor system
US7385925B2 (en) * 2004-11-04 2008-06-10 International Business Machines Corporation Data flow control method for simultaneous packet reception
US7260765B2 (en) * 2004-12-17 2007-08-21 International Business Machines Corporation Methods and apparatus for dynamically reconfigurable parallel data error checking
US20060140122A1 (en) * 2004-12-28 2006-06-29 International Business Machines Corporation Link retry per virtual channel
US7499452B2 (en) * 2004-12-28 2009-03-03 International Business Machines Corporation Self-healing link sequence counts within a circular buffer
US20060159023A1 (en) * 2005-01-14 2006-07-20 International Business Machines Corporation CRC error history mechanism
US7194567B2 (en) * 2005-02-24 2007-03-20 International Business Machines Corporation Method and system for ordering requests at a bus interface
US20060190655A1 (en) * 2005-02-24 2006-08-24 International Business Machines Corporation Apparatus and method for transaction tag mapping between bus domains
US7275124B2 (en) * 2005-02-24 2007-09-25 International Business Machines Corporation Method and system for controlling forwarding or terminating of a request at a bus interface based on buffer availability
US7275125B2 (en) * 2005-02-24 2007-09-25 International Business Machines Corporation Pipeline bit handling circuit and method for a bus bridge
US7469312B2 (en) * 2005-02-24 2008-12-23 International Business Machines Corporation Computer system bus bridge
US7234017B2 (en) * 2005-02-24 2007-06-19 International Business Machines Corporation Computer system architecture for a processor connected to a high speed bus transceiver
US7330925B2 (en) * 2005-02-24 2008-02-12 International Business Machines Corporation Transaction flow control mechanism for a bus bridge
US7206886B2 (en) * 2005-02-24 2007-04-17 International Business Machines Corporation Data ordering translation between linear and interleaved domains at a bus interface
US7500062B2 (en) * 2005-11-17 2009-03-03 International Business Machines Corporation Fast path memory read request processing in a multi-level memory architecture
JP2007233615A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Fujitsu Ltd アドレス変換装置
US7886112B2 (en) * 2006-05-24 2011-02-08 Sony Computer Entertainment Inc. Methods and apparatus for providing simultaneous software/hardware cache fill
US7908439B2 (en) * 2007-06-25 2011-03-15 International Business Machines Corporation Method and apparatus for efficient replacement algorithm for pre-fetcher oriented data cache
US8099579B2 (en) * 2007-07-13 2012-01-17 International Business Machines Corporation System and method for cache-locking mechanism using segment table attributes for replacement class ID determination
US8244979B2 (en) * 2007-07-13 2012-08-14 International Business Machines Corporation System and method for cache-locking mechanism using translation table attributes for replacement class ID determination
US20090049272A1 (en) * 2007-08-13 2009-02-19 International Business Machines Corporation Method for improving the performance of software-managed tlb
US8966219B2 (en) * 2007-10-30 2015-02-24 International Business Machines Corporation Address translation through an intermediate address space
US8108617B2 (en) * 2008-02-08 2012-01-31 International Business Machines Corporation Method to bypass cache levels in a cache coherent system
JP5300407B2 (ja) 2008-10-20 2013-09-25 株式会社東芝 仮想アドレスキャッシュメモリ及び仮想アドレスキャッシュ方法
KR100987332B1 (ko) 2008-11-07 2010-10-18 서울대학교산학협력단 메모리 구조에 따른 메모리 관리 장치
EP2192493A1 (en) 2008-11-28 2010-06-02 ST Wireless SA Method of paging on demand for virtual memory management in a processing system, and corresponding processing system
US8397049B2 (en) * 2009-07-13 2013-03-12 Apple Inc. TLB prefetching
CN102662869B (zh) * 2012-04-01 2015-08-26 龙芯中科技术有限公司 虚拟机中的内存访问方法和装置及查找器
US9003125B2 (en) * 2012-06-14 2015-04-07 International Business Machines Corporation Cache coherency protocol for allowing parallel data fetches and eviction to the same addressable index
US9086980B2 (en) 2012-08-01 2015-07-21 International Business Machines Corporation Data processing, method, device, and system for processing requests in a multi-core system
US9213532B2 (en) 2013-09-26 2015-12-15 Oracle International Corporation Method for ordering text in a binary
US10235287B2 (en) 2016-06-29 2019-03-19 Western Digital Technologies, Inc. Efficient management of paged translation maps in memory and flash
US10353813B2 (en) 2016-06-29 2019-07-16 Western Digital Technologies, Inc. Checkpoint based technique for bootstrapping forward map under constrained memory for flash devices
US10175896B2 (en) 2016-06-29 2019-01-08 Western Digital Technologies, Inc. Incremental snapshot based technique on paged translation systems
US10229048B2 (en) 2016-06-29 2019-03-12 Western Digital Technologies, Inc. Unified paging scheme for dense and sparse translation tables on flash storage systems
US11216361B2 (en) 2016-06-29 2022-01-04 Western Digital Technologies, Inc. Translation lookup and garbage collection optimizations on storage system with paged translation table
US10579522B2 (en) * 2016-09-13 2020-03-03 Andes Technology Corporation Method and device for accessing a cache memory

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4727485A (en) 1986-01-02 1988-02-23 Motorola, Inc. Paged memory management unit which locks translators in translation cache if lock specified in translation table
US5487162A (en) * 1992-02-25 1996-01-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Cache lock information feeding system using an address translator
JP3740195B2 (ja) * 1994-09-09 2006-02-01 株式会社ルネサステクノロジ データ処理装置
US5594886A (en) 1994-10-23 1997-01-14 Lsi Logic Corporation Pseudo-LRU cache memory replacement method and apparatus utilizing nodes
DE69826539D1 (de) 1997-01-30 2004-11-04 Sgs Thomson Microelectronics Cachespeichersystem
JP2000200221A (ja) * 1998-10-30 2000-07-18 Nec Corp キャッシュメモリ装置及びその制御方法
US6442664B1 (en) * 1999-06-01 2002-08-27 International Business Machines Corporation Computer memory address translation system
US6430667B1 (en) * 2000-04-13 2002-08-06 International Business Machines Corporation Single-level store computer incorporating process-local address translation data structures
EP1182569B8 (en) 2000-08-21 2011-07-06 Texas Instruments Incorporated TLB lock and unlock operation
JP2002140234A (ja) 2000-11-02 2002-05-17 Hitachi Ltd キャッシュ装置
US20030159003A1 (en) 2001-10-23 2003-08-21 Ip-First, Llc Associative cache memory with replacement way information integrated into directory
US7020748B2 (en) 2003-01-21 2006-03-28 Sun Microsystems, Inc. Cache replacement policy to mitigate pollution in multicore processors

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003302824A8 (en) 2004-06-30
US7103748B2 (en) 2006-09-05
US20040117592A1 (en) 2004-06-17
ATE390667T1 (de) 2008-04-15
CA2505610C (en) 2009-06-23
AU2003302824A1 (en) 2004-06-30
CN100397367C (zh) 2008-06-25
EP1581873B1 (en) 2008-03-26
DE60320026T2 (de) 2009-05-14
CN1820258A (zh) 2006-08-16
JP2006515088A (ja) 2006-05-18
IL169136A0 (en) 2007-07-04
KR100843536B1 (ko) 2008-07-04
CA2505610A1 (en) 2004-06-24
WO2004053698A2 (en) 2004-06-24
WO2004053698A3 (en) 2006-01-12
DE60320026D1 (de) 2008-05-08
EP1581873A2 (en) 2005-10-05
JP4129458B2 (ja) 2008-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100843536B1 (ko) 컴퓨터 시스템 내의 메모리 관리 향상 방법, 메모리 관리 메커니즘 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체
US5787494A (en) Software assisted hardware TLB miss handler
US6014732A (en) Cache memory with reduced access time
JP3278748B2 (ja) メモリ空間を節約する方法および装置
US5630097A (en) Enhanced cache operation with remapping of pages for optimizing data relocation from addresses causing cache misses
US6560690B2 (en) System and method for employing a global bit for page sharing in a linear-addressed cache
EP1941375B1 (en) Caching memory attribute indicators with cached memory data
US5802568A (en) Simplified least-recently-used entry replacement in associative cache memories and translation lookaside buffers
US6493812B1 (en) Apparatus and method for virtual address aliasing and multiple page size support in a computer system having a prevalidated cache
US6874077B2 (en) Parallel distributed function translation lookaside buffer
US6189074B1 (en) Mechanism for storing system level attributes in a translation lookaside buffer
US6418522B1 (en) Translation lookaside buffer for virtual memory systems
US20060236070A1 (en) System and method for reducing the number of translation buffer invalidates an operating system needs to issue
US9772943B1 (en) Managing synonyms in virtual-address caches
JPH07295886A (ja) 階層メモリ、階層メモリを有するコンピュータ・システムおよび階層メモリ管理方法
US20050182912A1 (en) Method of effective to real address translation for a multi-threaded microprocessor
US6990551B2 (en) System and method for employing a process identifier to minimize aliasing in a linear-addressed cache
US6810473B2 (en) Replacement algorithm for a replicated fully associative translation look-aside buffer
JP3210637B2 (ja) データ処理システム内のキャッシュ・メモリにアクセスするための方法およびシステム
EP0206050A2 (en) Virtually addressed cache memory with physical tags
US6493792B1 (en) Mechanism for broadside reads of CAM structures
GB2395588A (en) Apparatus supporting multiple page sizes with address aliasing

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120525

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130524

Year of fee payment: 6

LAPS Lapse due to unpaid annual fee