[發(fā)明專利]多核處理器及數(shù)據(jù)訪問(wèn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210564498.5
• 申請(qǐng)日: 2012-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103092788A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高秋明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G06F13/362
• 分類號(hào): G06F13/362;G06F15/167
• 代理公司: 北京同立鈞成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 譚磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實(shí)施例涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)，尤其涉及一種多核處理器及數(shù)據(jù)訪問(wèn)方法。

背景技術(shù)

在當(dāng)前多核處理器（也稱為多核CPU）下，緩存（cache）分一級(jí)（first?level，簡(jiǎn)稱L1）、二級(jí)（second?level，簡(jiǎn)稱L2）、三級(jí)（third?level，簡(jiǎn)稱L3）等多級(jí)，多個(gè)處理器核（Core）的協(xié)同操作，關(guān)鍵是通過(guò)各個(gè)處理核的L1cache的完整性和一致性來(lái)保證。

當(dāng)處理核的核數(shù)較少時(shí)，多個(gè)處理核之間的私有cache的完整性和一致性的開(kāi)銷還能被接受，但隨著核數(shù)越來(lái)越多，開(kāi)銷越來(lái)越大，在很大程度上，抵消了核數(shù)增長(zhǎng)帶來(lái)的益處。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)多個(gè)處理核同時(shí)操作某個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，執(zhí)行的速度會(huì)變得非常慢，多個(gè)處理核在沖突非常大的時(shí)候，甚至還不如一個(gè)處理核執(zhí)行的速度快。這種開(kāi)銷不僅僅是硬件的修改獨(dú)占共享或無(wú)效（Modified?Exclusive?Shared?Or?Invalid，簡(jiǎn)稱MESI）協(xié)議的開(kāi)銷，更主要的是會(huì)導(dǎo)致因此帶來(lái)所謂的假cache不命中（false?cache?miss），導(dǎo)致軟件性能大幅度下降。

更嚴(yán)重的是，只要程序中存在沖突的可能性，即，只要是程序中需要多個(gè)處理核協(xié)同，就會(huì)有這種沖突，所以這種沖突一般無(wú)法消除，從而導(dǎo)致多核處理器的性能無(wú)法保證。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種多核處理器及數(shù)據(jù)訪問(wèn)方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中多個(gè)處理核協(xié)同產(chǎn)生的沖突導(dǎo)致無(wú)法保證多核處理器性能的問(wèn)題。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種多核處理器，包括：至少兩個(gè)處理核，以及與所述至少兩個(gè)處理核通過(guò)總線連接的串行協(xié)處理器；

各所述處理核，分別用于讀取共享數(shù)據(jù)訪問(wèn)指令，將所述共享數(shù)據(jù)訪問(wèn)指令通過(guò)總線發(fā)送給所述串行協(xié)處理器；

所述串行協(xié)處理器，用于對(duì)通過(guò)總線接收到的全部共享數(shù)據(jù)訪問(wèn)指令串行化，并根據(jù)串行化后的各共享數(shù)據(jù)訪問(wèn)指令依次通過(guò)本地的L1緩存訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)。

結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述共享數(shù)據(jù)訪問(wèn)指令包括訪問(wèn)地址；所述通過(guò)本地的L1緩存訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)，包括：當(dāng)所述訪問(wèn)地址命中本地的L1緩存時(shí)，訪問(wèn)本地的L1緩存中的共享數(shù)據(jù)。

結(jié)合第一方面或第一方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述共享數(shù)據(jù)訪問(wèn)指令包括訪問(wèn)地址；所述通過(guò)本地的L1緩存訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)，包括：當(dāng)所述訪問(wèn)地址未命中本地的L1緩存時(shí)，通過(guò)本地的L1緩存訪問(wèn)其它級(jí)緩存或內(nèi)存中的共享數(shù)據(jù)。

結(jié)合第一方面或第一方面的上述任一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第一方面的第三種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)所述共享數(shù)據(jù)訪問(wèn)指令為共享數(shù)據(jù)讀指令時(shí)，所述通過(guò)本地的L1緩存訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)，包括：通過(guò)本地的L1緩存讀取所述共享數(shù)據(jù)讀指令對(duì)應(yīng)的共享數(shù)據(jù)；

所述串行協(xié)處理器還用于，將所述讀取的共享數(shù)據(jù)通過(guò)所述總線返回給發(fā)送所述共享數(shù)據(jù)讀指令的處理核。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供一種數(shù)據(jù)訪問(wèn)方法，包括：

讀取共享數(shù)據(jù)訪問(wèn)指令；

將所述共享數(shù)據(jù)訪問(wèn)指令通過(guò)總線發(fā)送給串行協(xié)處理器，以使所述串行協(xié)處理器對(duì)通過(guò)總線接收到的全部共享數(shù)據(jù)訪問(wèn)指令串行化并根據(jù)串行化后的各共享數(shù)據(jù)訪問(wèn)指令依次通過(guò)本地的L1緩存訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)。

結(jié)合第二方面，在第二方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，當(dāng)所述共享數(shù)據(jù)訪問(wèn)指令為共享數(shù)據(jù)讀指令時(shí)，所述將所述共享數(shù)據(jù)訪問(wèn)指令通過(guò)總線發(fā)送給串行協(xié)處理器之后，還包括：

接收所述串行協(xié)處理器通過(guò)總線返回的所述共享數(shù)據(jù)讀指令對(duì)應(yīng)的共享數(shù)據(jù)。

第三方面，本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)訪問(wèn)方法，包括：

通過(guò)總線接收各處理核發(fā)送的共享數(shù)據(jù)訪問(wèn)指令；

對(duì)接收到的全部共享數(shù)據(jù)訪問(wèn)指令串行化；

根據(jù)串行化后的各共享數(shù)據(jù)訪問(wèn)指令依次通過(guò)本地的L1緩存訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)。

結(jié)合第三方面，在第三方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述共享數(shù)據(jù)訪問(wèn)指令包括訪問(wèn)地址；所述通過(guò)本地的L1緩存訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)包括：

當(dāng)所述訪問(wèn)地址命中本地的L1緩存時(shí)，訪問(wèn)本地的L1緩存中的共享數(shù)據(jù)。

結(jié)合第三方面或第三方面的第一種可能的實(shí)現(xiàn)方式，在第三方面的第二種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述共享數(shù)據(jù)訪問(wèn)指令包括訪問(wèn)地址；所述通過(guò)本地的L1緩存訪問(wèn)共享數(shù)據(jù)包括：

當(dāng)所述訪問(wèn)地址未命中本地的L1緩存時(shí)，通過(guò)本地的L1緩存訪問(wèn)其它級(jí)緩存或內(nèi)存中的共享數(shù)據(jù)。