[發明專利]根據另一個高速緩存中條目的可用性替換高速緩存條目

在審

• 申請號: 201680086077.2
• 申請日: 2016-09-14
• 公開（公告）號: CN109154912A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 保羅·詹姆斯·莫耶
• 申請（專利權）人: 超威半導體公司
• 主分類號: G06F12/0891
• 分類號: G06F12/0891;G06F12/0897;G06F12/128
• 代理公司: 上海勝康律師事務所 31263
• 代理人: 樊英如;邱曉敏

一種處理系統[100]至少部分地基于不同高速緩存[140]處的對應條目的有效性狀態來選擇在一個高速緩存[130]處的條目以用于逐出。處理系統包括存儲器層次結構，所述存儲器層次結構具有至少兩個高速緩存，較高級別高速緩存[140]和較低級別高速緩存[130]。較低級別高速緩存監視較高級別高速緩存的哪些位置已被指示為無效，并且當選擇較低級別高速緩存的條目以便逐出到較高級別高速緩存時，至少部分地基于是否所選擇的高速緩存條目將存儲在較高級別高速緩存的無效高速緩存行中來選擇該條目。

技術領域

公開領域

本公開一般涉及處理器，并且更具體地涉及處理器處的高速緩存管理。

現有技術描述

為了支持指令的執行，處理系統通常包括具有存儲器模塊的存儲器子系統，用于存儲將由執行指令訪問的數據。存儲器子系統可以組織成存儲器層次結構，其具有位于層次結構頂部的主存儲器，以存儲可由執行指令訪問的更大量數據，以及存儲器層次結構的較低級別處的一個或多個高速緩存以存儲在主存儲器中存儲的數據的子集。通常，數據存儲在存儲器層次結構中越低，它可以被處理器越快地訪問。為了進一步提高處理效率，處理系統可以實現存儲器管理協議，該協議管理存儲在存儲器層次結構的每個級別的特定數據集。例如，處理系統可以實現存儲器管理協議，該協議將最近被請求訪問的數據移動到存儲器層次結構的較低級別，期望在不久的將來處理器將再次訪問該數據，并且將最近未訪問的數據移動到存儲器層次結構的更高級別。然而，這種通用存儲器管理協議可導致存儲器層次結構的級別之間的數據頻繁移動，從而影響處理系統的處理效率和功耗。

附圖簡述

通過參考附圖，可更好地理解本公開，并且它的許多特征和優點對本領域技術人員來說變得顯而易見。在不同圖式中使用的相同元件符號指示類似或完全相同的項目。

圖1是采用存儲器層次結構的處理系統的框圖，其中根據一些實施方案，一個高速緩存基于另一個高速緩存處的條目的有效性狀態選擇用于替換的條目。

圖2是圖1的處理系統的實例的框圖，根據一些實施方案，將數據從較高級別的高速緩存傳輸到較低級別的高速緩存。

圖3是圖1的處理系統的實例的框圖，根據一些實施方案，在較低級別的高速緩存中跟蹤哪些數據已經從較高級別的高速緩存傳輸到較低級別的高速緩存。

圖4是根據一些實施方案的在圖1的高速緩存中使用的無效表的框圖。

圖5是根據一些實施方案的跟蹤一個級別的高速緩存處的條目的有效性狀態以選擇不同高速緩存級別的逐出數據的條目的方法的流程圖。

具體實施方式

圖1-5示出了用于通過至少部分地基于不同高速緩存處的對應條目的有效性狀態在一個高速緩存處選擇用于逐出的條目來提高處理系統處的存儲器管理效率的技術。為了說明，處理系統可以包括具有至少兩個高速緩存的存儲器層次結構，較高級別高速緩存(更靠近存儲器層次結構中的主存儲器)和較低級別高速緩存(更接近處理系統的處理器核心)。當較高級別高速緩存的條目處的數據被移動到較低級別高速緩存的條目時，較高級別高速緩存的條目被標記為具有“無效”的有效性狀態，從而指示該條目可用于存儲更高級別高速緩存中的傳入數據。較低級別高速緩存監視較高級別高速緩存的哪些位置已被指示為無效，并且當選擇較低級別高速緩存的條目以便逐出到較高級別高速緩存時，至少部分地基于是否所選擇的高速緩存條目將存儲在當時的更高級別高速緩存的無效高速緩存行中來選擇該條目。因此，處理系統減少了更高級別高速緩存的逐出次數，這導致功耗降低和存儲器效率提高。