[發(fā)明專利]均衡使用共享的存儲器系統(tǒng)的多個(gè)請求器的帶寬

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280066363.4
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN104040506A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·J·謝弗;長原里華;松尾久人
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號: G06F12/00
• 分類號: G06F12/00;G06F12/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 酆迅;趙林琳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于均衡使用共享的存儲器系統(tǒng)的多個(gè)請求器的帶寬的裝置和方法。

背景技術(shù)

功率消耗和成本減少對于存儲設(shè)備、比如磁帶驅(qū)動器是關(guān)鍵問題。典型存儲設(shè)備、比如磁帶驅(qū)動器被配備與外部存儲器設(shè)備進(jìn)行接口的多個(gè)處理器。在某些情況下，多個(gè)處理器共享外部DRAM使得可以減少DRAM芯片數(shù)目。減少DRAM芯片數(shù)目有助于減少電路板的功率消耗、成本和覆蓋面積。然而在使用共享的存儲器系統(tǒng)時(shí)，存儲設(shè)備性能可能在兩種方式中受影響。第一，可能負(fù)面地影響用于處理器的存儲器訪問周轉(zhuǎn)時(shí)間。第二，存儲器共享可能向處理器提供不相等帶寬。

在向外部DRAM傳輸來自處理器的訪問請求時(shí)，訪問請求的周轉(zhuǎn)時(shí)間至少部分依賴于DRAM的協(xié)議開銷。如果在第一訪問請求在處理中之時(shí)從第二處理器接收第二訪問請求，則第二處理器必須等待第一訪問請求的處理完成才可以開始第二訪問請求的處理。這增加用于第二處理器的周轉(zhuǎn)時(shí)間。為了改善在共享的存儲器系統(tǒng)(比如共享的DDR3SDRAM系統(tǒng))中的周轉(zhuǎn)時(shí)間，可以使用兩個(gè)不同操作模式——存儲體交織模式(這里也稱為“BI模式”)和連續(xù)讀取/寫入模式(這里也稱為“CN”模式)。

在BI模式中操作時(shí)，DRAM的多個(gè)存儲體可以在相同時(shí)間開放。控制器可以用交織方式發(fā)送對多個(gè)開放存儲體的訪問請求而無需重新開放存儲體、由此減少周轉(zhuǎn)時(shí)間。在CN模式中的操作可以允許控制器向與先前訪問請求相同的存儲體和行提交多個(gè)訪問請求(例如讀取和/或?qū)懭朊?而無需重新開放該存儲體和行、由此減少開銷并且改善周轉(zhuǎn)時(shí)間。BI模式和CN模式二者提供DRAM總線效率，這又降低需要的時(shí)鐘頻率和消耗的功率。

不同于個(gè)人計(jì)算機(jī)或者服務(wù)器系統(tǒng)，在存儲設(shè)備、比如磁帶驅(qū)動器設(shè)備中的多個(gè)處理器未必總是被既定為被對稱使用。一個(gè)處理器可以被指明作為主處理器而其它處理器被指明作為主處理器的次處理器或者從屬。次處理器例如可以執(zhí)行輔助任務(wù)、比如伺服系統(tǒng)和主機(jī)接口任務(wù)。作為結(jié)果，需要一種向來自主處理器的訪問請求提供優(yōu)先級的仲裁方案。

然而向來自主處理器的訪問請求提供優(yōu)先級可能引起性能問題。例如在其中從多個(gè)處理器接收多個(gè)訪問請求的正常傳送(非BI模式傳送)期間，可以先向共享的存儲器系統(tǒng)傳送用于主處理器的訪問請求。然后可以向共享的存儲器系統(tǒng)傳送用于其它非主處理器的訪問請求。可以允許與最后訪問請求關(guān)聯(lián)的處理器(其可以是較低優(yōu)先級處理器)在CN模式中操作，這允許該處理器向共享的存儲器系統(tǒng)發(fā)送具有連續(xù)地址的多個(gè)訪問請求。這向序列中的最后處理器提供附加帶寬。遺憾的是，這也可能減少主處理器或者其它處理器的帶寬以及增加它們的周轉(zhuǎn)時(shí)間。

鑒于前文，需要的是用于均衡向多個(gè)處理器(或者其它請求器)提供的帶寬的裝置和方法，其中多個(gè)處理器提交訪問請求到共享的存儲器系統(tǒng)。理想地，這樣的裝置和方法將均衡用于訪問共享的存儲器系統(tǒng)的處理器(或者其它請求器)中的每個(gè)處理器(或者其它請求器)的平均周轉(zhuǎn)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

已經(jīng)回應(yīng)現(xiàn)有技術(shù)并且具體回應(yīng)當(dāng)前可用裝置和方法尚未完全解決的在本領(lǐng)域中的問題和需要來開發(fā)本發(fā)明。因而，本發(fā)明已經(jīng)被開發(fā)為基本上均衡訪問共享的存儲器系統(tǒng)的多個(gè)請求器的帶寬。本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)將從以下描述和所附權(quán)利要求中變得更完全地清楚或者可以通過如下文闡述的本發(fā)明的實(shí)踐來獲悉。

與前文一致，這里公開一種用于均衡使用共享的存儲器系統(tǒng)的請求器的帶寬的方法。在一個(gè)實(shí)施例中，這樣的方法包括接收對訪問共享的存儲器系統(tǒng)的多個(gè)訪問請求。每個(gè)訪問請求源自于耦合到共享的存儲器系統(tǒng)的不同請求器。該方法然后確定訪問請求中的哪個(gè)訪問請求為訪問共享的存儲器系統(tǒng)已經(jīng)等待最久。訪問請求然后被排序使得在其它訪問請求之后向共享的存儲器系統(tǒng)傳輸已經(jīng)等待最久的訪問請求(這里也稱為“等待最久的訪問請求”)。與等待最久的訪問請求關(guān)聯(lián)的請求器然后可以在等待最久的訪問請求已經(jīng)被傳輸之后立即向共享的存儲器系統(tǒng)傳輸附加訪問請求。

也這里公開并且要求保護(hù)一種對應(yīng)裝置和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。

附圖說明

為了將容易理解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，將通過參照在附圖中舉例說明的具體實(shí)施例表現(xiàn)以上簡要描述的本發(fā)明的更具體描述。理解這些附圖僅描繪本發(fā)明的典型實(shí)施例、因此不會視為限制它的范圍，將通過使用附圖用附加特性和細(xì)節(jié)描述和說明本發(fā)明，在附圖中：

圖1是示出包括多個(gè)處理器、仲裁器和共享的存儲器系統(tǒng)的系統(tǒng)的示例的高層框圖；

圖2是示出常規(guī)仲裁器如何在正常傳送(非BI模式傳送)期間對多個(gè)處理器的訪問請求進(jìn)行排序的時(shí)序圖；