[發明專利]Cache一致性多級流水線處理方法及裝置

在審

• 申請號: 201410300854.1
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104049955A
• 公開（公告）日: 2014-09-17
• 發明（設計）人: 劉強;陳繼承;周恒釗;胡雷鈞
• 申請（專利權）人: 浪潮（北京）電子信息產業有限公司
• 主分類號: G06F9/38
• 分類號: G06F9/38
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 王丹;李丹

技術領域

本發明涉及計算機技術領域，尤其涉及一種高速緩沖存儲器(Cache)一致性多級流水線處理方法及裝置。

背景技術

在計算機技術發展過程中，主存儲器存取速度一直比中央處理器(CPU，Central?Processing?Unit)操作速度慢得多，使中央處理器的高速處理能力不能充分發揮。Cache是在計算機存儲系統的層次結構中，介于CPU和主存儲器之間的高速小容量存儲器，它的容量一般只有主存儲器的幾百分之一，但它的存取速度能與CPU相匹配。根據程序局部性原理，正在使用的主存儲器某一單元鄰近的那些單元將被用到的可能性很大。因而，當CPU存取主存儲器某一單元時，計算機硬件就自動地將包括該單元在內的那一組單元內容調入Cache，于是CPU就可以直接對Cache進行存取，使得計算機系統處理速度得到了提高。

在多處理器系統中，由于多個處理器可能對同一數據塊進行讀寫操作，當某個處理器對共享的數據塊進行寫操作時，其它處理器的Cache中該數據塊的副本將成為過時的數據，造成Cache一致性問題。隨著云計算、大數據等新型技術的發展，Cache一致性互聯芯片性能成為制約多路服務器系統，例如非統一內存訪問(NUMA，Non?Uniform?Memory?Access)系統性能的關鍵因素。

為了提高芯片的處理性能，可以將多種報文類型和通道進行解耦合處理，采用多級流水線處理機制。多級流水線處理機制是一種將指令分解為多步，并讓不同指令的各步操作重疊，從而實現幾條指令并行處理，以加速程序運行過程的技術。采用流水線技術，并沒有加速單條指令的執行，只是多條指令的不同操作步驟同時執行，縮短程序執行時間。

通常，流水線上處理的報文類型和請求地址是隨機的。為了保持多處理器系統Cache數據的一致性，要求數據在某些時刻需要將復雜的處理放在同一拍完成，并且某些情況下也需要進行數據的實時刷新。此外，Cache一致性維護過程中也可能會存在資源和地址沖突，因此會出現芯片資源占用量大和時序不佳的情況。如果存在連續時間內的同地址請求出現，而要對流水線上處理的所有報文進行解耦合處理，將進一步占用芯片資源和造成時序不佳，制約了芯片系統時鐘頻率的提升，從而影響了系統的性能。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供一種Cache一致性多級流水線處理方法及裝置，能夠實現處理效率高、資源占用少和時序有序，從而提升系統的性能。

為了達到本發明目的，本發明提供了一種Cache一致性多級流水線處理方法，包括：獲取當前調度的待處理報文的報文信息，報文信息中包含地址信息；根據報文信息，判斷待處理報文是否是有效報文，如果判斷出待處理報文是有效報文，根據報文信息中的地址信息，判斷是否存在未處理完成的與待處理報文同地址的有效報文；如果判斷出存在未處理完成的與待處理報文同地址的有效報文，對待處理報文進行阻塞；如果判斷出不存在未處理完成的與待處理報文同地址的有效報文，對待處理報文進行Cache一致性處理。

進一步地，方法還包括：預先設置調度策略；獲取當前調度的待處理報文之前還包括：按照預先設置的調度策略對待處理報文進行調度。

進一步地，如果判斷出述待處理報文是無效報文，方法還包括：存儲無效報文的地址信息為無效地址信息，對待處理報文不做處理或者做丟棄處理。

進一步地，該方法之前還包括：存儲未處理完成的有效報文的地址信息；判斷是否存在未處理完成的與待處理報文同地址的有效報文包括：將待處理報文的地址信息和已存儲的未處理完成的有效報文的地址信息進行比對，如果存在相同的地址信息，則判斷出存在未處理完成的與待處理報文同地址的有效報文；如果不存在相同的地址信息，則判斷出不存在未處理完成的與待處理報文同地址的有效報文。

進一步地，對待處理報文進行阻塞包括：發送流水線停頓指示信號并存儲無效空包，停止傳送待處理報文。

進一步地，判斷出不存在未處理完成的與待處理報文同地址的有效報文，該方法還包括：存儲待處理報文的地址信息為無效地址信息，傳送待處理報文，并根據待處理報文的報文信息查詢預先存儲的Cache目錄信息；對待處理報文進行Cache一致性處理包括：如果待處理報文的報文信息命中預先存儲的Cache目錄信息，保存對應Cache目錄信息的新報文信息。