[發明專利]存儲器輸出頁面零數據的方法及存儲器

有效

• 申請號: 201310019840.8
• 申請日: 2013-01-18
• 公開（公告）號: CN103942156B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 劉月吉;侯銳;江濤;張乾龍
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司;中國科學院計算技術研究所
• 主分類號: G06F12/1027
• 分類號: G06F12/1027;G06F12/0888;G06F12/0897
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙)44285
• 代理人: 唐華明

技術領域

本發明涉及電子存儲技術領域，具體涉及一種存儲器輸出頁面零數據的方法及存儲器。

背景技術

在電子存儲技術領域中，典型的單核心處理器的存儲器可以分為一級緩存(L1cache)、二級緩存(L2cache)、內存和磁盤幾個層次，其訪問速度依次遞減，容量依次遞增。為了使存儲器能夠支持更大的容量需求，業界提出了虛擬存儲器的技術，即在存儲器中增加虛擬存儲器，虛擬存儲器通過“虛擬地址-物理地址”的映射表(又稱頁表)，來實現比物理存儲器(即內存)容量更大的虛擬存儲。

在采用虛擬存儲器技術之后，處理器在進行存儲器數據訪問時，需要先通過虛擬存儲器將虛擬地址轉換成物理地址，然后用物理地址訪問緩存和內存。如圖1所示，圖1表示了存儲器的讀訪問過程，其中緩存的索引一般為虛擬地址的部分字段。具體的，存儲器的讀訪問處理過程如下：輸入虛擬地址，將虛擬地址與旁路轉換緩沖(Translation lookaside buffer，TLB)101中的虛擬地址標記中的地址進行比較，若TLB命中，則TLB101將虛擬地址轉換為物理地址，并將物理地址和一級緩存102包含的一級緩存標記(L1cache-tag)中的地址進行比較，若命中，則從一級緩存數據中獲得需要的數據。當一級緩存未命中，則需要對二級緩存進行訪問，若二級緩存也未命中，則需要對內存進行訪問。

在對現有技術的研究和實踐過程中，本發明的發明人發現，虛擬存儲的頁面中，零頁占所有頁面的比例大。雖然零頁數據全為0，但是傳統的存儲器訪問并沒有對零頁數據進行特殊處理，仍然需要從緩存或內存中讀取，讀取零頁數據的速度與讀取其他頁面數據的速度相當，并無讀取速度上的優勢。因此，如果能夠提高零頁數據的讀取速度，將大大提升整體的數據讀取效率。

發明內容

本發明實施例提供一種存儲器輸出頁面零數據的方法及存儲器，可以提高頁面零數據的讀取速度。

本發明實施例提供的一種存儲器輸出頁面零數據的方法，包括：

獲取頁面的虛擬地址；

查找與所述頁面的虛擬地址相應的旁路轉換緩沖TLB表項；

若所述TLB命中，則判斷所述頁面中預定的頁面區域是否全為0數據，若所述頁面區域全為0數據，則向外輸出0數據或向寄存器發送置0信號，以使接收所述頁面區域數據的寄存器的存儲位置為0。

本發明實施例提供的一種存儲器，包括：

獲取單元，用于獲取頁面的虛擬地址；

查找單元，用于查找與所述頁面的虛擬地址相應的旁路轉換緩沖TLB表項；

判斷單元，用于若所述TLB命中，則判斷所述頁面中預定的頁面區域是否全為0數據；

輸出單元，用于若所述頁面區域全為0數據，則向外輸出0數據或向寄存器發送置0信號，以使接收所述頁面區域數據的寄存器的存儲位置為0。

本發明實施例還提供了一種存儲器，包括旁路轉換緩沖TLB和與所述TLB連接的高速緩沖存儲器，

所述TLB設有用于輸出第一信號的第一輸出端和用于輸出第二信號的第二輸出端，所述第一信號用于表示所述TLB是否命中，所述第二信號用于表示訪問的頁面中的預定大小的頁面區域是否全為0數據；

所述TLB的第一輸出端和所述TLB的第二輸出端分別連接門電路的第一輸入端和所述門電路的第二輸入端，所述門電路的輸出端連接數據選擇器的數據選擇輸入端，所述高速緩沖存儲器的數據輸出端連接所述數據選擇器的數據輸入端；

所述門電路輸出端用于當所述第一輸入端輸入的第一信號表示所述TLB命中時，而且當所述第二輸入端輸入的第二信號表示訪問的頁面中的預定大小的頁面區域全為0數據時，所述門電路輸出端向所述數據選擇器的數據選擇輸入端輸出有效選擇信號，以使所述數據選擇器的數據輸出端輸出0數據。

實施例中，在所述TLB命中后，以及當所訪問的頁面中的預定的頁面區域對應的零頁屬性表示所述頁面區域全為0數據，則直接從數據輸出端輸出0數據或向寄存器發送置0信號，以使接收所述頁面區域數據的寄存器的存儲位置為0，而沒有繼續從緩存中讀取所述頁面區域的0數據。由于無需讀取緩存中的數據，直接輸出0數據至及寄存器或將寄存器置0，這大大提高了頁面的讀取速度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是現有的訪問存儲器的示意圖；