[發明專利]指令高速緩存功耗降低

無效

• 申請號: 201310008129.2
• 申請日: 2013-01-09
• 公開（公告）號: CN103198026A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 安尼施·阿加沃爾;羅斯·澤格爾肯;凱溫·科朔雷克
• 申請（專利權）人: 輝達公司
• 主分類號: G06F12/08
• 分類號: G06F12/08;G06F1/32
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 徐丁峰;魏寧

1.一種指令高速緩存，包括：

最近最少使用位陣列；

標簽陣列；

數據陣列；以及

高速緩存控制器，其配置為（1）在所述最近最少使用位陣列中查找用于所述指令高速緩存中的多個高速緩存線集合的每一個的最近最少使用位，其中用于高速緩存線集合的最近最少使用位指示在該高速緩存線集合中的最近最少使用通路，（2）基于用于指定高速緩存線集合的所述最近最少使用位來確定在所述多個高速緩存線集合的所述指定高速緩存線集合中的最近最多使用通路，（3）在所述標簽陣列中查找用于所述指定高速緩存線集合中的一個或多個通路的標簽，（4）在所述數據陣列中查找存儲在所述指定高速緩存線集合中的所述最近最多使用通路中的數據，以及如果在所述最近最多使用通路中存在高速緩存命中，則（5）從所述數據陣列輸出存儲在所述最近最多使用通路中的所述數據。

2.根據權利要求1所述的指令高速緩存，其中所述高速緩存控制器配置為并行地（1）在所述標簽陣列中查找用于所述指定高速緩存線集合中的一個或多個通路的所述標簽，以及（2）在所述數據陣列中查找存儲在所述最近最多使用通路中的所述數據。

3.根據權利要求1所述的指令高速緩存，其中所述高速緩存控制器配置為在（1）在所述標簽陣列中查找用于所述指定高速緩存線集合中的一個或多個通路的所述標簽，以及（2）在所述數據陣列中查找存儲在所述最近最多使用通路中的所述數據之前，在所述最近最少使用位陣列中查找用于所述多個高速緩存線集合的每一個的最近最少使用位。

4.根據權利要求1所述的指令高速緩存，其中所述高速緩存控制器配置為（1）激活所述數據陣列的所述指定高速緩存線集合中的所述最近最多使用通路并且（2）不激活所述數據陣列的所述指定高速緩存線集合中的任何其他通路，來查找存儲在所述指定高速緩存線集合中的所述最近最多使用通路中的數據。

5.根據權利要求1所述的指令高速緩存，其中所述高速緩存控制器配置為在所述標簽陣列中查找用于所述指定高速緩存線集合中的所有通路的所述標簽。

6.根據權利要求5所述的指令高速緩存，其中所述高速緩存控制器配置為（1）如果在所述最近最多使用通路中存在高速緩存未命中，則在所述標簽陣列中查找用于所述指定高速緩存線集合中的所有通路的標簽，（2）在所述數據陣列中查找存儲在所述指定高速緩存線集合中的所有通路中的數據，以及（3）如果在所述指定高速緩存線集合中的任何通路中存在高速緩存命中，則從所述數據陣列輸出命中通路中的所述數據。

7.一種用于控制包括最近最少使用位陣列、標簽陣列和數據陣列的指令高速緩存的方法，包括：

在所述最近最少使用位陣列中查找用于所述指令高速緩存中的多個高速緩存線集合的每一個的最近最少使用位，其中用于高速緩存線集合的最近最少使用位指示該高速緩存線集合中的最近最少使用通路；

基于用于指定高速緩存線的所述最近最少使用位，確定在所述多個高速緩存線集合的所述指定高速緩存線集合中的最近最多使用通路；

在所述標簽陣列中查找用于所述指定高速緩存線集合中的一個或多個通路的標簽；

在所述數據陣列中查找存儲在所述指定高速緩存線集合中的所述最近最多使用通路中的數據；以及

如果在所述最近最多使用通路中存在高速緩存命中，則從所述數據陣列輸出存儲在所述最近最多使用通路中的所述數據。

8.根據權利要求7所述的方法，其中并行地實施在所述標簽陣列中查找用于所述指定高速緩存線集合中的一個或多個通路的所述標簽，以及在所述數據陣列中查找存儲在所述最近最多使用通路中的所述數據。

9.根據權利要求7所述的方法，其中在（1）在所述標簽陣列中查找用于所述指定高速緩存線集合中的一個或多個通路的所述標簽和（2）在所述數據陣列中查找存儲在所述最近最多使用通路中的所述數據之前，實施在所述最近最少使用位陣列中查找用于所述多個高速緩存線集合的每一個的最近最少使用位。

10.根據權利要求7所述的方法，其中在所述數據陣列中查找存儲在所述指定高速緩存線集合中的所述最近最多使用通路中的數據包括，在所述指定高速緩存線集合中，（1）激活所述數據陣列的所述最近最多使用通路并且（2）不激活所述數據陣列的任何其他通路。