[發明專利]一種基于共享緩存的片上多核處理器靜態架構

有效

• 申請號: 201510302580.4
• 申請日: 2015-06-04
• 公開（公告）號: CN104866457B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 李嵩;褚廷斌;黃樂天;袁正希
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G06F15/167
• 分類號: G06F15/167
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發明公開了一種基于共享緩存的片上多核處理器靜態架構，它包括n個節點，n為大于0的偶數，所述的節點包括n/2個A類節點和n/2個B類節點；A類節點包括處理核心core、本地私有高速緩存L1和路由器R；B類節點包括處理核心core、本地私有高速緩存L1、路由器R和共享緩存l2bank；節點之間通過路由器進行通信；A類節點和B類節點成間歇式分布；所述的共享緩存l2bank的容量為通用架構中的共享緩存的兩倍。本發明提供了一種基于共享緩存的片上多核處理器靜態架構，在不增加整個片上網絡的訪問延時和不增加整個片上網絡的擁塞程度的基礎上，節省了最后一級高速緩存的硬件開銷和面積，節省了高速緩存的靜態功耗。

技術領域

本發明涉及一種基于共享緩存的片上多核處理器靜態架構。

背景技術

如圖1所示，一種常用的片上網絡多核處理器架構，我們以常用的16核，二級高速緩存為例，這種常用的結構由16個節點組成，每個節點均包括用于通信的路由器R，處理核心core和本地私有高速緩存L1和一個較大面積的共享緩存l2bank，由于該結構是基于共享緩存的機制來進行數據交互和通信的，而共享緩存l2bank在整個片上網絡所占的面積是非常大的，故其帶來的功耗影響也很大,尤其是靜態功耗所占的比例。

從圖1中我們可以看到，每個處理器核心core都連接有一個共享緩存l2bank,由于在程序訪問的過程中，讀寫數據可能要讀寫相對距離較遠的處理器核心core所在的共享緩存l2bank里存儲的數據,所以做靜態設計時，平均跳數（核訪問共享緩存l2bank的平均距離）以及在數據交互的過程中，整個網絡的擁塞問題（保證公平性）都是需要考慮的因素，數據存儲的要求越來越大，共享緩存l2bank 的面積也越來越大，因而其靜態功耗占整個片上網絡的比例也呈一個日趨增長的趨勢，故采用這種通用架構由于共享緩存l2bank面積過大所帶來的功耗問題亦成為一個不可忽視的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種基于共享緩存的片上多核處理器靜態架構，在不增加整個片上網絡的訪問延時、不增加整個片上網絡的擁塞程度的基礎上，節省了最后一級高速緩存的硬件開銷和面積，節省了高速緩存的靜態功耗。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種基于共享緩存的片上多核處理器靜態架構，它包括n個節點，n為大于0的偶數，所述的節點包括n/2個A類節點和n/2個B類節點；所述的A類節點包括處理核心core、本地私有高速緩存L1和路由器R；所述的B類節點包括處理核心core、本地私有高速緩存L1、路由器R和共享緩存l2bank；所述的節點之間通過路由器進行通信；所述的A類節點和B類節點成間歇式分布；所述的共享緩存l2bank的容量為通用架構中的共享緩存的兩倍。

所述的節點個數為16個，包括8個所述的A類節點和8個所述的B類節點。

所述的本地私有高速緩存L1包括指令緩存和數據緩存。

本發明的有益效果是：（1）能夠保證訪問共享緩存l2bank的平均距離和通用架構的平均距離一樣，從而不會額外增加整個片上網絡的訪問延時。

（2）本發明在硬件設計過程中，每個共享緩存l2bank結構和傳統的相同，只不過存儲空間增加了一倍，而共享緩存l2bank的數目減少為原來的一半，即整個最后一級高速緩存的共享緩存容量和通用架構的相同，用來滿足數據存儲的需要；但減少了一半的l2bank，也就減小了一半的外圍硬件開銷，例如放大器和譯碼器的數目我們減少了一半，因此其硬件設計面積亦會有所減少，高速緩存的靜態功耗也會降低。

（3）包含共享緩存l2bank的節點和不包含共享緩存l2bank的節點成間歇式分布，在數據交互的過程中，能夠保證公平性，不會帶來網絡擁堵的問題。

附圖說明

圖1為常用的片上網絡多核處理器架構示意圖；

圖2為本發明的結構示意圖。