TWI250446B - Method and apparatus for gathering queue performance data - Google Patents

Description

1250446

發明 本發明係有關於電腦系統之範疇。更特別的，本發明係 關义私腦元件之收集隊列效能資料的範疇。 發明 為了元成電腦系統效能之調諧，可以將電腦系統的多種 動作特點予以特性化，是極重要的。此種特點之—為隊列 使用率及動作。隊列，為指令或資料之暫時儲存空間。隊 歹J可把遍及整個電腦系統，一般内含於處理器及晶片組。 現有系統已採用計數器，收集在實質上不可近取之隊列 資料。可單獨以計數器所收集之電腦資訊型式，限制於簡 單的平均尺標，諸如處理量。可以完成之另一種度量，為 隊列佔滿全部時間之百分比。這些簡單的尺標，將限制住 電腦系統可以執行效能調諧之程度。因此，希望可以由隊 列收集更多有意義的及有用的資料。 _!式簡罩說明 本發明將由如下之詳細敘述，及由本發明具體實例之相 關圖式中更易於全部瞭解；無論如何，不應將本發明限制 於該等特定具體實例，該等特定具體實例僅用於說明及易 於瞭解之目的。 圖1為一種包括隊列及隊列效能資料收集單元之電腦系 統的方塊圖。 圖2為一種耦合於事件條件邏輯單元之隊列，其接著隸 合於計數器之方塊圖。 圖3為一種隊列效能資料收集單元的方塊圖，其包括事 -4- 本甙張尺度適用中國國家標準(CNS) 規格(210 X 297公贽)

線 1250446

AT ^^ ____B7 五、~)-;--一~——一 件條件邏輯單元及二個計數器。 、圖4為說明一個工作負載取樣之一個循環，經由圖3所示 之隊列效把收集單元與臨限值為1相較後，建立取得隊列頭 部之時序說明圖。 圖5為說明一個工作負載取樣之一個循環，經由圖3所示 <隊列效能收集單元與臨限值為2相較後，建立取得隊列頭 部之時序說明圖。 圖6為說明一個工作負載取樣之一個循環，經由圖3所示 之隊列效能收集單元與臨限值為3相較後，建立取得隊列頭 部之時序說明圖。 圖7為說明一個工作負載取樣之一個循環，經由圖3所示 之隊列效能收集單元與臨限值為4相較後，建立取得隊列頭 部之時序說明圖。 發明#細靜昍 如下所敘述之具體實例範例，具有在隊列產生數個信號 之優點，其包括隊列進入信號、隊列流出信號及隊列非空 置信號。這些信號，加上允許計數器遞增及遞減，較先前 可用的系統提_供更多可行之量測比較的範圍。具體實例可 使用多於一個計數器。 圖1為一種包括隊列122及隊列效能資料收集單元124之 電腦系統的方塊圖。隊列122及隊列效能資料收集單元124 ’為内含於系統邏輯裝置120。系統邏輯裝置120接收來自 於處理器11 0之指令。此具體實例之指令，為暫時性儲存在 隊列122。此指令稍後被傳遞至輸入/輸出集線器1 50。多種 -5- 本紙張尺度通用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1250446

AT __—_B7 五、發明説明（3 ) 其他型式之通聯，可以在處理器11〇、系統邏輯裝置12〇與 輸入/輸出集線器1 5 0之間存在。系統邏輯裝置12 0進一步被 耦合於繪圖控制器130與系統記憶體丨4〇。 隊列效能資料收集單元124，接收來自於隊列122之信號 ，及執行資料收集操作。某些可能之資料收集操作，將討 論如下。 雖然此項具體實例，係討論在處理器n 〇與輸入/輸出集 線器150之間的單一隊列，其他具體實例可在多種介面之間 ’採用多個隊列。隊列122為用於說明可内含於電腦系統， 多種可能隊列之一種。 裝

線 圖2為一種耦合於事件條件邏輯單元220之隊列210，其 接著搞合於計數器230之方塊圖。隊列210提供隊列進入信 號2 11、隊列流出信號213及隊列非空置信號21 5至事件條件 邏輯單元220。一種隊列非空置信號215之反轉版本（等效 於隊列空置信號），亦存在於事件條件邏輯單元220。一旦 新的進入發生於隊列21 〇，隊列進入信號211即被設定持續 一個時脈週期。一旦由隊列21 〇放出一個進入，隊列流出信 號2 13即被設定持續一個時脈週期。一旦在隊列2 1 〇存在有 一個或多個進入，即設定隊列非空置信號。 事件條件邏輯單元220，使用來自於隊列21 0之一或多個 信號，產生遞增事件信號221及遞減事件信號223。遞增事 件信號221及遞減事件信號223，係被耦合於計數器230。計 數器230反應於遞增事件信號221之設定而遞增，及反應於 遞減事件信號2 2 3之設定而遞減。 -6 - 本紙張尺度適用中國國家樣準(CNS) A4規格（210 X 297公爱) 1250446 A7 ___ B7 五、發明説明（4 ) 事件條件邏輯單元2 2 0之功能，可經由可判讀軟體暫存 器可程式化。事件條件邏輯單元220之一項可能功能為，一 旦隊列進入信號被設定，即予以設定遞增事件信號22 1 ;及 一旦隊列流出信號213被設定，即予以設定遞減事件信號 22 3。如果隊列進入信號211及隊列流出信號213二者同時被 設定’那麼事件條件邏輯不會設定遞增事件信號221或遞減 事件信號223。一旦新的進入發生於隊列，將遞增計數器230 ;一旦進入退出隊列，將遞減計數器230，計數器將永遠含 有一數值，可準確表示隊列之目前填滿程度。 事件條件邏輯單元2 2 0可予以程式燒錄，使用隊列進入 信號211、隊列流出信號213、隊列非空置信號215及隊列非 空置信號215之反轉版本的不同組合，執行其他分析任務， 以觸動遞增事件信號221及遞減事件信號223之設定。 圖3為一種隊列效能資料收集單元的方塊圖，其包括一 個事件條件邏輯單元32〇。這項具體實例，構造成執行隊列 頭部之比較量測。其他有助於隊列分析之他種型式構造皆 有可能。事件條件邏輯單元320，由隊列310接收隊列進入 信號311、隊巧流出信號313、隊列非空置信號315及隊列空 置信號317 (隊列非空置信號315之反轉版本）。事件條件 邏輯單元320,傳遞遞增事件A信號至計數器a，及遞增事件 β信號至計數器β。計數器A傳遞它的數值至比較器330之輸 入。比較器330由資料暫存器A，接收其他的輸入，其係軟 體可程式及可判讀。在本具體實例之比較器輸出信號33 i ’當計數器數值匹配於資料暫存器A之内容時，變成被設定 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）

訂

線 1250446

比車又器輸出3 3 1被送至事件條件邏輯單元3 2 〇。其他具體 貝例為可犯的，例如當比較器3 3 〇偵測出計數器Α之數值係 小於贫料暫存器Α之數值時，並且當比較器33〇偵測計數器a 足數值係大於計數器A之數值時，比較器33〇將設定它的輸 出。比較器330之功能為可程式化。 如圖3所示之隊列效能資料收集單元，進一步包括指令 曰存咨組A及B，每一者搞合於事件條件邏輯單元3 2 〇。指令 暫存器A及B，亦耦合於資料暫存器a及b。 對於這項範例，臨限程度被寫入資料暫存器A。事件條 件邏輯單元320，一旦隊列非空置信號315被設定，為可程 式設疋遞增事件A信號。事件條件邏輯單元32〇，亦反應於 比較器輸出33 1，被可程式設定遞增事件B信號。一旦流出 k號3 13被設定，計數器a被重設。 應用在這項具體實例之隊列頭部比較量測操作如下。當 在隊列310發生有進入，隊列非空置信號3丨5被設定。事件 條件邏輯單元320，反應於隊列非空置信號3丨5之設定，而 設定遞增事件A信號。計數器A反應於遞增事件a信號之設定 而遞增。计數声A持、續在每一時脈週期遞増，直到計數器a 反應於隊列流出信號313之設定而重設。 在每一時脈週期，比較器330將計數器A之數值與儲存在 資料暫存器A之臨限數值相比較。當比較器33〇偵測為相匹 配，比較益輸出化號3 31被設定，造成遞增事件b信號之設 定。計數器B反應於遞增事件B信號之設定而遞增。在此方 式下，計數器B追蹤出在工作負載批次執行期間，隊列進入 -8- 本紙張尺度適用中國a家標準(CNS) Α4規格（210 X 297公釐) 1250446 A7

保持在隊列頭部’至少為儲存在資料暫存器八之臨限數值所 標_示時，週期之數值的次數。在工作負載批次執行之末端 ’计數器B之數值’可以讀取閉鎖在計數器B資料哭 之數值所擷取。 ™ i—口圖3所示隊列資料收集單元之操作，將可以經由檢視 重？足性工作負載之數個執行批次之後，易於瞭解，如下列 圖4至7所示之時脈圖說明。 圖4為說明一個工作負載取樣之一個循環，經由圖3所示 〃又有儲存在資料暫存器A之臨限值為1之隊列效能收集單元 的時序圖。在時脈週期丨期間，隊列非空置信號315及隊列 泥出信號313不會被設定，計數器人及計數器β被設定為〇。 因為此範例之臨限數值為丨，計數器Α内容為〇，比較器輸出 信號3 31不會被設定。 在時脈週期2,隊列非空置信號3 15成為被設定，且計數 器Α被遞增。現在計數器a數值匹配於臨限數值，比較器輸 出信號331如前所述般被設定。比較器輸出信號331之設定 ，造成計數器β之遞增，其接著含有内容i。 在時脈週期3及4，隊列非空置信號315保持被設定，隊 列泥出h號313保持被解除設定。因此，計數器a繼續遞增 。計數器A之數值，不匹配於臨限數值，因此計數器b保持 在1。 在時脈週期5，隊列流出信號3 13成為被設定，同時隊列 非空置信號315保持被設定，表示目前在隊列32〇之頭部存 在有一個新的進入。計數器A被重設，並且被遞增至數值1 -9- 本紙張尺度逋用中國國家標準(CNS) A4規格（210 X 297公釐）

線 1250446 五、發明説明（ 。計數态A〈數值接著匹配於儲存在計數器a之臨限值，比 較器輸出信號331被比較器33〇設$。比較器輸出偉號如 之設足，造成計數器B之遞增，其接著含有數值2。 U j時脈週期7,隊列流出信號313,再次被設定，造成計 數器A被重設為〇。隊列非空置信號315，同時不會被設定， 因此計數器A不會遞增。隊列非空置信號315在“期9 再’入又成被汉定，且保持在被設定，直到時脈週期Μ。因 此，在時脈週期9至26，計數器八在每一時脈週期被遞增一 次。在時脈週期10、14、18、20、22-23及27,隊列流出信 號313被設定，造成在這些時脈週期，計數器々被重設。比 較器輸出信號331，在時脈週期9 —1〇、14、18、2〇及22一23 變成被設定。在工作負載批次執行之末端，計數器B標示在 工作負載批次執行期間，隊列進入保持在隊列之頭部，大 於或等於1個時脈週期（範例之臨限值）為9次之多。 以改變臨限值及再批次執行相同之工作負載，可以建立 隊列頭部之次數歷程。才妻下來之圖 <，將接續於上述相關 聯於圖4所示之·相同工作負載。 圖5說明一個工作負載取樣之一個循環，在經由圖3所示 汉有L限值為2之隊列效能收集單元之時脈圖。因為此範例 之工作負載’為相同於圖4之範例所使用；圖5所示之隊列 非2置k號315、隊列流出信號313及計數器a波形，完全相 同於圖4所示之相同物件。因為此範例之臨限值為2 ,當計 數器A數值達到2，比較器輸出信號33丨變成被設定。計數器 B之數值’反應於比較器輸出信號3 3 1之設定而遞增。在工 -10- 本祇張尺度適用中國國K樣準(CNS) A4規格(210 X 297公董） A7 B7

1250446 五、發明説明（8 作負載批次執行之末端，計數器B標示在工作負載執行期間 ’隊列進入保持在隊列之頭部，大於或等於2個時脈週期 (用於此範例之臨限值）為7次之多。 在第二工作負載批次執行之後，可以決定一個額外之資 料片段。目前所知在工作負載批次執行期間，確切在單— 時脈週期下’隊列進入保持在隊列頭部之全部次數為2次。 這可以觀察出，在設有臨限值為1之第一批次執行，造成計 數器B數值為9之結果，及設有臨限值為2之第二批次執行， 造成計數器B數值為7之事實而決定出。在第一批次執行之 計數器B的數值與第二批次執行之計數器b的數值之間的差 值，得出確切在一時脈週期下隊列進入保持在隊列頭部之 正確次數（用於第一批次執行之臨限數值）。 圖6說明一個工作負載取樣之一個循環，在經由圖3所示 設有臨限值為3之隊列效能收集單元之時脈圖。因為此範例 之工作負載，為相同於圖4及5之範例所使用；圖6所示之隊 列非空置信號315、隊列流出信號313及計數器A波形，完全 相同於圖4及5所示之相同物件。因為此範例之臨限值為3 ’當計數器A數值達到3，比較器輸出信號331變成被設定。 計數器B之數值，反應於比較器輸出信號33 1之設定而遞增 。在工作負載批次執行之末端，計數器B標示在工作負載執 行期間，隊列進入保持在隊列之頭部，大於或等於3個時脈 週期（用於此範例之臨限值）為4次之多。 在第三工作負載批次執行之後，可以決定另一資料片段 。目前所知在工作負載批次執行期間，確切在二個時脈週 -11 - 本紙張尺度通用中國國家標準(CNS) A4規格（210X 297公釐)

線 1250446 A7 ----- 二:隊列進入保持在隊列頭部之全部次數為;3次。這可以 靦祭出，在設有臨限值為2之第二批次執行，造成計數器β 數值為7之結果，及設有臨限值為3之第三批次執行，造成 =數器Β數值為4之事實而決定出。在第二批次執行之計數 态Β的數值與第三批次執行之計數的數值之間的差值， 2出確切在=時脈週射隊列進人保持在隊列頭部之正確 久數（用於第二批次執行之臨限數值）。 圖7說明一個工作負載取樣之一個循環，在經由圖3所示 設有臨限值為4之隊列效能收集單元之時脈圖。因為此範例 〈工作負載’為相同於圖4、5及6之範例所使㈤；圖7所示 切列非空置信號315、隊列流出信號313及計數器績形， 元全相同於圖4、5及6所示之相同物件。因為此範例之臨限 2為4, t計數器Α數值達到4,比較器輸出信號33ι變成被 設^計數器B之數值’反應於比較器輸出信號331之設定 而遞增。在工作負載批次執行之末端’計數器b標示在工作 負載執行期間，隊列進入保持在隊列之頭部，大於或等於4 個時脈週期（用於此範例之臨限值）為3次之多。 、 在第四工作負載批次執行之後，可以決定額外之資料片 段。目前所知在工作負載批次執行期間，確切在三個時脈 週期下’隊列進入保持在隊列頭部之全部次數為可 以觀察出，在設有臨限值為3之第三批次執行，造成計數器 B數值為4之結果’及設有臨限值為4之第四批次執行，造^ 計數器B數值為3之事實而決定出。在第三批次執行之計數 器B的數值與第四批次執行之計數器B的數值之間的声值， -12-

1250446

發明説明 待出確切在二時脈週期下隊列進入保持在隊列頭部 次數（用於第三批次執行之臨限數值）。 正確 其中包含有特疋示範性之具體實例。無論如何，很曰 的，由此製成之不同的改良及更改，不應脫離申請專月？ 圍之精神與範圍。如前所述之專㈣明書及圖&，典 之目的而非用於限制於此。 說明 參考專利說明書之“具體實例”、“一項具體實例,， 某些具體實例’’或“其他具體實例，，意指特定特徵、 迻或敘述包括有至少某些具體實例之相關具體實例之特性 ’但是不需要為本發明之全部具體實例。出現不同之“ 體實例’’ “ 一項具體實例，，或“某些具體實例，，不需要视 之為相同之具體實例。 、 -13- ^成浪尺度適财鮮(CNS) A4祕(21GX297公爱)

Claims (1)

12504¾ 丨： 1、申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標率局貝工消費合作社印裝 I —種裝置，包括： 一隊列； 一事件選擇邏輯單元，其係接收來自於隊列之〜隊列 進入信號、一隊列流出信號及一隊列非空置作號· 及 一計數器，其係反應於事件選擇邏輯單元所傳遞—遞 增事件信號而遞增’該計數器反應於事件選擇邏^ 單元所傳遞一遞減事件信號而遞減。 2·如申請專利範圍第1項之裝置，該事件選擇邏輯單元進 一步接收隊列非空置信號之一反轉版本。 3·如申請專利範圍第2項之裝置’進一步包括耦合於 數器之一資料暫存器。 W 4·如申請專利範圍第3項之裝置，進一步包括一比幹哭 其包括一第一輸入、一第二輸入及一輸出，該第一幹 係耦合於資料暫存器、該第二輸入係耦合於該計數器及 提供輸出至該事件選擇邏輯單元。 5 ·如申请專利範圍弟4項之裝置’遠事件選擇邏輯單元勺 括可程式功能，可令隊列進入、隊列流出、隊列非空置 、隊列空置及該比較器輸出之多個信號的多種組合，供 作遞增或遞減事件。 6. 如申請專利範圍第5項之裝置’進一步包括_暫存^ ^ 段，其包括一指令暫存器及一狀態暫存器。 7. —種裝置，包括： 一隊列； -14- 本紙張尺度適用中國國家棵準(CNS ) A4^ ( 210X297公釐) --------¾------1T------Φ, (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} 1250446 A8 B8 • C8 --—--- 08___ 六、申請專利範圍 一事件選擇邏輯單元，其係接收來自於隊列之一隊列 進入信號、一隊列流出信號及一隊列非空置信號；及 一第一計數器，其係反應於事件選擇邏輯單元所傳遞 第一遞增事件信號而遞增，該第一計數器反應於事 件選擇邏輯單元所傳遞第一遞減事件信號而遞減 ;及 一第二計數器，其係反應於事件選擇邏輯單元所傳遞 第二遞增信號而遞增，該第二計數器反應於事件選 擇邏輯單元所傳遞第二遞減信號而遞減。 8·如申請專利範圍第7項之裝置，該事件選擇邏輯單元進 一步接收一隊列非空置信號之反轉版本。 9·如申請專利範圍第8項之裝置，進一步包括耦合於該第 一計數器之一資料暫存器。 1〇·如申請專利範圍第9項之裝置，進一步包括一比較器， 其包括一第一輸入、一第二輸入及一輸出，該第一輸入 係轉合於資料暫存器、該第二輸入係耦合於該第一計數 器及提供輸出至該事件選擇邏輯單元。 11·如申請專利範圍第1〇項之裝置，該事件選擇邏輯單元包 括可程式功能，可令隊列進入、隊列流出、隊列非空置 、隊列空置及比較器輸出之多個信號的多種組合，供作 遞增或遞減事件。 12·如申請專利範圍第丨丨項之裝置，該第二計數器反應於表 示第一計數器數值匹配於資料暫存器數值之比較器的 輸出而遞增。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐） 1250446 A8 B8 C8 ----------—_ -— D8___ 六、申請專利範圍 u·如申請專利範圍第12項之裝置，進一步包括一暫存器區 段，其包括一指令暫存器及一狀態暫存器。 14.—種系統’包括· 一處理器；及 一耦合於處理器之系統邏輯裝置，系統邏輯裝置包括： 一隊列， 一事件選擇邏輯單元，其係接收來自於隊列之一隊 列進入信號、一隊列流出信號及一隊列非空置信 號，及 一計數器，其係反應於該事件選擇邏輯單元所傳遞 一遞增事件信號而遞增，該計數器反應於事件選 擇邏輯單元所傳遞一遞減事件信號而遞增減。 15·如申請專利範圍第14項之系統，該事件選擇邏輯單元進 —步接收一隊列非空置信號之反轉版本。 16 ·如申請專利範圍第15項之系統，進一步包括棋合於該計 數器之一資料暫存器。 17·如申請專利範圍第16項之系統，該系統邏輯裝置進一步 包括一比較器，其係包括一第一輸入、一第二輸入及一 輸出，該第一輸入係耦合於資料暫存器、該第二輸入係 耦合於計數器及提供輸出至事件選擇邏輯單元。 18·如申請專利範圍第17項之系統，該事件選擇邏輯單元包 括可程式功能，可令隊列進入、隊列流出、隊列非空置 、隊列空置及比較器輸出之多個信號的多種組合，供作 遞增或遞減事件。 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格（210 X 297公釐） A B c D 1250446 六、申請專利範圍 19 ·如申請專利範圍第18項之系統’該系統邏輯裝置進一步 包括一暫存器區段，其包括一指令暫存器及一狀態暫存 20. —種方法，包括： 傳遞一隊列進入信號、一隊列流出信號及一隊列非空 置信號至一事件選擇邏輯單元； 反應於隊列進入信號、隊列流出信號及隊列非空置信 號之第一可程式組合的一事件，設定一遞增事件信號； 反應於設定遞增事件信號而遞增一計數器； 反應於隊列進入信號、隊列流出信號及隊列非空置信 號之第二可程式組合的一事件，設定一遞減事件信號； 及 反應於設定遞減事件信號而遞減一 *十數器 21. 如申請專利範圍第20項之方法，進一步包括在一資料暫 存器儲存計數器數值。 22. 如申請專利範圍第20項之方法，進/步包括與一資料暫 存器數值比較計數器數值。 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）