[發明專利]一種在多個緩沖存儲器中根據權重信息緩存數據方法

有效

• 申請號: 201310302423.4
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN103345452A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 毛力
• 申請（專利權）人: 四川九成信息技術有限公司
• 主分類號: G06F12/08
• 分類號: G06F12/08;G06F12/12
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 郭霞

技術領域

本發明涉及數據存儲領域，特別涉及一種緩存數據方法，尤其涉及利用多個緩沖存儲器進行緩存數據的方法，特別涉及根據待緩存數據的權重信息分別進行緩沖的方法，用于在系統運行過程中進行數據緩存，通過對緩沖存儲器中的緩存數據進行替換處理以提高緩存的性能和效率。

背景技術

當CPU要讀取一個數據時，首先從緩存中查找，找到就立即讀取并送給CPU處理；沒有找到，就用相對慢的速率從內存中讀取并送給CPU處理，同時把這個數據所在的數據塊調入緩存中，可以使得以后對整塊數據的讀取都從緩存中進行，不必再調用內存。正是這樣的讀取機制使CPU讀取緩存的命中率非常高（大多數CPU可達90%左右），也就是說CPU下一次要讀取的數據90%都在緩存中，只有大約10%需要從內存讀取。這大大節省了CPU直接讀取內存的時間，也使CPU讀取數據時基本無需等待。總的來說，CPU讀取數據的順序是先緩存后內存。

緩存只是內存中少部分數據的復制品，所以CPU到緩存中尋找數據時，也會出現找不到的情況（因為這些數據沒有從內存復制到緩存中去），這時CPU還是會到內存中去找數據，這樣系統的速率就慢下來了，不過CPU會把這些數據復制到緩存中去，以便下一次不要再到內存中去取。隨著時間的變化，被訪問得最頻繁的數據不是一成不變的，也就是說，剛才還不頻繁的數據，此時已經需要被頻繁的訪問，剛才還是最頻繁的數據，又不頻繁了，所以說緩存中的數據要經常按照一定的算法來更換，這樣才能保證緩存中的數據是被訪問最頻繁的。緩存只是內存中少部分數據的復制品，所以CPU到緩存中尋找數據時，也會出現找不到的情況（因為這些數據沒有從內存復制到緩存中去），這時CPU還是會到內存中去找數據，這樣系統的速率就慢下來了，不過CPU會把這些數據復制到緩存中去，以便下一次不要再到內存中去取。隨著時間的變化，被訪問得最頻繁的數據不是一成不變的，也就是說，剛才還不頻繁的數據，此時已經需要被頻繁的訪問，剛才還是最頻繁的數據，又不頻繁了，所以說緩存中的數據要經常按照一定的算法來更換，這樣才能保證緩存中的數據是被訪問最頻繁的，然而現有的替換算法往往非常復雜。

目前，采用了在主機處理器與主存之間設置緩存的做法。為了提高數據讀寫的效率，設置工作頻率介于主機處理器和主存之間的緩存控制器和緩存。這樣，將外部數據寫入主存的過程包括：主機處理器將外部發來的數據寫入指令發送給緩存控制器；緩存控制器檢查緩存中是否有空閑的存儲空間，如果有，則直接將數據寫入指令中攜帶的數據寫入存中空閑的存儲空間，如果沒有，則根據緩沖存儲器中的緩存數據塊的使用頻率計算得到使用頻率最低的緩存數據塊，清除該使用頻率最低的緩存數據塊并釋放該使用頻率最低的緩存數據塊所占用的存儲空間，然后將數據寫入指令中攜帶的數據寫入釋放后的存儲空間中；緩存控制器，確定有新寫入的數據后，從緩存中讀取該新寫入的數據并寫入主存，從而完成了外部數據寫入主存的過程。

外部從主存中讀取數據的過程包括：主機處理器將外部發來的數據讀取請求發送給緩存控制器；緩存控制器檢查緩存中是否存儲有外部所請求的數據，如果有，則直接將緩存中存儲的對應的數據發送給主機處理器，如果沒有，則向主存發送該數據讀取請求，主存將當前請求的數據發送給緩存控制器，緩存控制器將其存儲在緩存中，主機處理器從緩存中讀取出當前請求的數據后發送到外部。現有的替換算法需要進行計算，尤其需要非常復雜的計算和查詢，延長了寫入和訪問的時間。

發明內容

為了解決寫入和訪問時間過長的技術問題，發明提供在多個緩沖存儲器中根據權重信息緩存數據方法，通過利用多個緩沖存儲器，將不同權重的待緩存數據分別存儲到不同的緩沖存儲器中，即根據待存儲數據的權重信息進行分別處理。緩沖存儲器中至少包括兩類緩存數據，權重低的緩存數據和權重高的緩存數據，必要時可進一步細分權重，如權重低的緩存數據、權重中的緩存數據和權重高的緩存數據。另一方面，針對不同權重的緩存數據采用不同的替換策略，從而簡化現有技術中復雜的替換算法。

具體地，本發明公開了一種在多個緩沖存儲器中根據權重信息緩存數據方法，所述方法包括：

S10)接收待緩存數據以及待緩存數據的權重信息，其中所述待緩存數據的數據量不大于第一緩沖存儲的存儲空間的總量，同時所述待緩存數據的數據量不大于第二緩沖存儲的存儲空間的總量；

S20)如果待緩存數據的權重信息指示所述待緩存數據的權重為低權重，則將所述待緩存數據寫入到第一緩沖存儲器中；