[發明專利]用于精確預測存儲器存取的基于區域的技術

有效

• 申請號: 201180041024.6
• 申請日: 2011-06-22
• 公開（公告）號: CN103038748A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: L.索亞列斯;N.切魯庫里;A.庫馬;M.阿茲米
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G06F9/44
• 分類號: G06F9/44;G06F9/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 葉曉勇;朱海煜

背景技術

為了改進計算系統（例如PC、服務器等等）的性能和效率，預取（prefetch）處理器稍后可能需要的數據和指令被認為是有利的。然而，常規預取不能夠精確地預測哪些緩存行（cache?line）應當預取或不應當預取。

附圖說明

圖1是根據本發明的一個實施例的示例處理器和存儲器的框圖；

圖2是根據本發明的實施例的示例頁跟蹤器緩沖器的框圖；

圖3是根據本發明的實施例的用于利用存取簽名的示例方法的流程圖；

圖4是根據本發明的實施例的用于利用重用簽名的示例方法的流程圖；

圖5是根據本發明的實施例的示例系統的框圖。

具體實施方式

在各種實施例中，提出了預測性預取的方法和裝置。在下面的描述中，為了解釋的目的，陳述了大量具體的細節以便于提供本發明的透徹的理解。然而，對于本領域技術人員來說將顯而易見的是，本發明的實施例能夠在沒有這些具體的細節的情況下實施。在其他實例中，以框圖的形式示出了結構和設備以避免使本發明不清楚。

貫穿本說明書對“一個實施例”或“實施例”的提及意味著在本發明的至少一個實施例中包括了連同實施例描述的特定的特征、結構或特性。因此，短語“在一個實施例中”或“在實施例中”在貫穿本說明書的各個地方的出現不一定全部都指相同的實施例。此外，可以在一個或多個實施例中以任何合適的方式結合特定特征、結構或特性。

現在參考圖1，示出了根據本發明的一個實施例的示例處理器和存儲器的框圖。如在圖1中所示出的，系統100可以包括處理器102和存儲器104。處理器102可以包括核心（一個或多個）106、一級緩存108、轉換后備（translation?lookaside）緩沖器（TLB）110、頁跟蹤器緩沖器（PTB）112、二級緩存114以及PTB處理機116。盡管將處理器102示出為包括一級緩存108和二級緩存114，但處理器102可以包括任何數量的緩存級別。同樣的，盡管將處理器102示出為包括能夠存儲從虛擬地址到物理地址的地址轉換的TLB?110，但本發明可以在沒有TLB的處理器中實施。

如參考圖2更詳細地示出的，PTB?112可以包含指示特定存儲器區域的哪些部分（例如，特定緩存頁或其他存儲器區域的哪些緩存行）先前已經被核心（一個或多個）106存取的項目（entry）。在一個實施例中，PTB?112還包含指示特定緩存頁的哪些緩存行已經多次被核心（一個或多個）106存取的項目，這潛在地指示可能最希望保持常駐在緩存中的那些緩存行。

如在下文中更詳細地描述的，PTB處理機116可以嘗試精確地預測核心（一個或多個）106將需要的指令和數據。在一個實施例中，PTB處理機116預取PTB?112指示在先前實例化期間被存取的、（例如在TLB失敗之后）添加到TLB?110的緩存頁的那些緩存行。PTB處理機116可以從頁跟蹤器存儲器表118讀取PTB?112項目，以及將PTB?112項目寫回到頁跟蹤器存儲器表118。例如當核心（一個或多個）106存取附加的緩存行時，PTB處理機116還可以更新PTB?112中的項目。可以以其他硬件（例如預取模塊）或軟件或硬件和軟件的組合來實現PTB處理機116。可以將PTB處理機116獨立地應用于數據和指令預取并且可以與其他預取器共存。

存儲器104可以表示任何類型的存儲器，例如靜態或動態隨機存取存儲器（RAM）。在一個實施例中，存儲器104表示雙數據率同步動態RAM（DDR-SDRAM），然而本發明并不限于任何類型的存儲器。存儲器104可以在邏輯上劃分為頁（例如頁120）用于緩存和尋址。每個頁120可以包含固定數量的行122。在一個實施例中，頁120包含64個行122。在另一個實施例中，頁120表示可以通過固件或軟件配置其大小的存儲器區域。

現在參考圖2，示出根據本發明的實施例的示例頁跟蹤器緩沖器的框圖。如在圖2中所示出的，頁跟蹤器緩沖器112可以包括可通過索引208存取的任何數量的項目，所述項目的每個可以包括地址202、存取簽名（access?signature）204以及重用簽名（reuse?signature）206。在一個實施例中，PTB?112可以包括與TLB?110相同數量的項目。在其他實施例中，PTB?112可以包括比TLB?110更多或者更少的項目。在一個實施例中，PTB?112可以包括64個項目。在另一個實施例中，PTB?112可以包括1024個項目。