[發明專利]片上多核處理器系統的高速緩存一致性協議的實現方法

有效

• 申請號: 201110032914.2
• 申請日: 2011-01-30
• 公開（公告）號: CN102103568A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: 曹非;劉志勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院計算技術研究所
• 主分類號: G06F15/167
• 分類號: G06F15/167;G06F15/173
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 祁建國;梁揮

1.一種片上多核處理器系統的高速緩存一致性協議的實現方法，所述片上多核處理器系統為基于單向分槽環的處理器系統，其特征在于，包括：

步驟一，將高速緩存劃分為一級Cache、二級Cache，該一級Cache為處理器系統中的各處理器私有，該二級Cache為各處理器共享，并分布于各處理器，將所述單向分槽環設置于該一級Cache、該二級Cache之間，并與各處理器、該一級Cache、該二級Cache連接；所述單向分槽環包括數據信息環和請求信息環，所述數據信息環用于傳遞數據信息槽，所述請求信息環用于傳遞各處理器的失效請求信息槽；

步驟二，各處理器訪問其私有的一級cache，訪問失效時產生失效請求信息槽，并發送到所述請求信息環上，由所述請求信息環傳遞給其他處理器進行偵聽；

步驟三，數據提供者偵聽到失效請求后產生數據信息槽，并發送到所述數據信息環上，由所述數據信息環傳遞給請求者，當處理器系統中同時有多個請求者，則這些請求者按照距離數據提供者的遠近順序，由近到遠依次接收數據塊，完成對應的訪存操作，并將數據塊傳給下一個請求者，最終所有的請求者都能得到數據塊并完成其訪存操作；當處理器系統中同時僅有一個請求者，則由該請求者接收數據塊，完成對應的訪存操作。

2.根據權利要求1所述的高速緩存一致性協議的實現方法，其特征在于，所述步驟二中，包括：各處理器對失效請求信息槽進行偵聽時需要對槽中的各域進行設置，具體為：

在所述失效請求信息槽中加入第一域、第二域和第三域；

該第一域用于告知數據提供者是否需要提供數據，在失效請求信息槽發出時該第一域置為0；

該第二域用于在所述失效請求信息槽返回請求者時告知請求者是否可以安全地對得到的數據塊進行寫操作，在失效請求信息槽發出時該第二域置為0；

該第三域用于表示所述失效請求信息槽發出時按照發出該槽的請求者處理器的程序順序，在請求者對該請求塊的操作之前是否有該請求者的其他失效請求塊的操作未完成，如果有，則該第三域置為1，否則該第三域置為0；

在處理器對讀失效請求信息槽進行偵聽時，若該處理器對該失效請求信息槽所請求的數據塊發出讀失效請求，且還未得到該數據塊，則該處理器對該第一域置為1；

在處理器對寫失效請求信息槽進行偵聽時，若該寫失效請求信息槽已經過數據提供者，且該處理器發出對該寫失效請求信息槽所請求數據塊的寫失效請求，且該處理器已經得到該數據塊，但還未完成寫操作，則該處理器對該第二域置為1。

3.根據權利要求2所述的高速緩存一致性協議的實現方法，其特征在于，所述步驟二中，包括：

若該第一域已置位，則該第一域所在請求信息槽到達數據提供者時，數據提供者不需要提供數據，若該第一域未置位，則數據提供者需要提供數據。

4.根據權利要求2所述的高速緩存一致性協議的實現方法，其特征在于，所述步驟二中，包括：

若該第二域已置位，則請求者獲知其他處理器也得到該同一數據塊且準備進行寫操作，并等待其他處理器完成操作傳來新的數據，對該新的數據進行寫操作，若該第二域未置位，請求者對該同一數據塊進行寫操作。

5.根據權利要求1、2、3或4所述的高速緩存一致性協議的實現方法，其特征在于，所述步驟二中，包括：

當所述失效請求為讀失效請求時，若對該一級Cache、該二級Cache的偵聽結果表明該讀失效請求的數據塊是M態時，接收到該讀失效請求的處理器不再對該一級Cache和該二級Cache進行偵聽，若對該一級Cache的偵聽結果表明該讀失效請求的數據塊是S態時，僅對該二級Cache進行偵聽。

6.根據權利要求1、2、3或4所述的高速緩存一致性協議的實現方法，其特征在于，所述步驟二中，包括：

當所述失效請求為寫失效請求時，若對該一級Cache、該二級Cache的偵聽結果表明該寫失效請求的數據塊是M態時，接收到該寫失效請求的處理器不再對該一級Cache和該二級Cache進行偵聽，若對該一級Cache的偵聽結果表明該寫失效請求的數據塊是S態時，對該一級Cache、該二級Cache繼續進行偵聽。