[發明專利]用于非易失性主存儲器系統中的自適應高速緩存更換的裝置、系統和方法

有效

• 申請號: 201380044321.5
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN104583891B
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: Q.蔡;N.許塞諾瓦;S.奧茲德米爾;F.齊烏爾亞洛夫;M.尼科萊迪斯;B.奎斯塔
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G06F12/0866
• 分類號: G06F12/0866;G06F12/126;G06F12/127
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 張凌苗,湯春龍

背景技術

1. 技術領域

本申請一般地涉及計算機系統中的高速緩存，并且更具體地但非排他性地涉及用于更換高速緩存中的組塊的方法。

2. 背景技術

高速緩存提供對用于處理計算機的資源的重要信息的相當接近、快速的訪問。例如，高速緩存經常用來存儲已經由中央處理單元（CPU）在最近訪問的存儲器組塊。但是，使高速緩存足夠大以存儲所有可用存儲器組塊是不實際的。除這樣大的高速緩存會使主存儲器不必要這一明顯事實之外，緩存的存儲器比主存儲器更昂貴。為了保持成本下降，高速緩存往往具有相對主存儲器更小的尺寸。

因為高速緩存不能存儲主存儲器中的每一個組塊，所以在需要從高速緩存分配新組塊時，高速緩存必須使用更換策略來決定要更換當前高速緩存中的哪一組塊。良好的更換策略對于有效的高速緩存利用而言是高度有價值的。最不頻繁使用（LFU）更換策略追蹤高速緩存中的每一個組塊已經多么頻繁地使用并且更換具有最低使用頻率的組塊。最近最少使用（LRU）更換策略追蹤自高速緩存中的每一個組塊已經被使用開始經過了多久并且更換自其上次使用之后已經過去最久的組塊。LRU和LFU是兩種常用的高速緩存更換策略。然而，不管是LRU還是LFU都不適用于所有計算應用的要求。隨著存儲器系統的尺寸和速度伴隨集成電路技術的更新換代的發展，這樣的存儲器系統的性能對于高速緩存管理中的低效的敏感不斷增長。

附圖說明

通過示例的方式而非限制的方式在隨附各圖的圖中對本發明的各個實施例進行說明，并且在附圖中：

圖1是圖示了根據實施例的用于提供自適應高速緩存更換的系統的元件的框圖。

圖2是圖示了根據實施例的用于確定高速緩存更換策略的參數的策略單元的元件的框圖。

圖3是圖示了根據實施例的用于確定高速緩存更換策略的方法的元素的流程圖。

圖4A是圖示了根據實施例的用于提供自適應高速緩存更換的一組優先級的元素的表格。

圖4B是圖示了根據實施例的用于確定高速緩存更換參數的算法的元素的偽代碼。

圖4C是圖示了根據實施例的用于收回緩存的數據的方法的元素的流程圖。

圖5是圖示了根據實施例的經受高速緩存更換的高速緩存系統的元件的框圖。

圖6是圖示了根據實施例的用于提供高速緩存更換的計算機平臺的元件的框圖。

具體實施方式

某些實施例以各種方式提供自適應高速緩存更換，其例如考慮到非易失性主存儲器的非對稱讀取/寫入性能并且基于非易失性存儲器中的寫入性能的當前狀態來在更換策略之間自適應地改變。在本文關于用于扇區高速緩存的高速緩存更換來討論各實施例的某些特征。扇區高速緩存例如可以以三個參數來表征：行尺寸（L）、扇區尺寸（S）和道尺寸（W）。行尺寸（L）是高速緩存行的尺寸。扇區尺寸（S）是高速緩存行中的每一個扇區的尺寸，其中高速緩存行中的扇區的數目于是為L/S。道尺寸（W）是一組中的道的數目。然而，這樣的討論可以擴展成附加地或可替換地適用于任何各種其它高速緩存類型。

圖1示出根據實施例的用于對數據進行緩存的說明性計算機系統100的元件。計算機系統100可以例如包括個人計算機的硬件平臺，諸如臺式計算機、筆記本計算機、超級本或其它膝上型計算機、手持式計算機（例如平板、掌上電腦、手機、媒體播放器等）和/或其它這樣的計算機系統。可替換地或附加地，計算機系統100可以提供作為服務器、工作站或者其它這樣的計算機系統的操作。在實施例中，計算機系統100包括在不同策略之間自適應地改變以用于施行高速緩存更換操作的一個或多個機制。

在實施例中，計算機系統100包括計算機系統100的至少一個處理器的一個或多個核110，所述一個或多個核110在存儲于計算機系統100中的數據上以各種方式訪問和/或操作。一個或多個核110中的一些或所有可以駐留在任何各種處理器中，包括但不限于：中央處理單元（CPU）、圖形處理器、協處理器、安全性處理器等。例如，一個或多個核110可以包括駐留在計算機系統100的相應不同處理器上的核，但是當然某些實施例不受這方面的限制。