[發(fā)明專利]通過(guò)多個(gè)處理器對(duì)共享高速緩存行的并發(fā)修改

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880069928.1
• 申請(qǐng)日: 2018-11-08
• 公開（公告）號(hào): CN111279323A
• 公開（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: N·馬薩基斯;C·沃爾特斯;J·巴爾蒂克;岑中龍;E·佐蔡托斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號(hào): G06F12/0817
• 分類號(hào): G06F12/0817;G06F12/084
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 酆迅

由計(jì)算環(huán)境的多個(gè)處理器并發(fā)修改共享高速緩存行。至少基于接收一個(gè)或多個(gè)架構(gòu)指令(由于非相干存儲(chǔ)而提取指令)來(lái)執(zhí)行并發(fā)修改，該指令允許多個(gè)處理器并發(fā)更新共享高速緩存行而不獲得鎖或具有數(shù)據(jù)的獨(dú)占所有權(quán)。

背景技術(shù)

一般而言，一個(gè)或多個(gè)方面涉及計(jì)算環(huán)境內(nèi)的處理，并且具體地涉及促進(jìn)這樣的處理。

計(jì)算環(huán)境內(nèi)的處理包括訪問(wèn)包括主存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器高速緩存的存儲(chǔ)器以讀取或存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。這樣的數(shù)據(jù)的更新在包括具有對(duì)要被更新的數(shù)據(jù)的訪問(wèn)的多個(gè)處理器的計(jì)算環(huán)境中是復(fù)雜的。在此類多處理器計(jì)算環(huán)境中，計(jì)算機(jī)硬件具有原子更新指令(例如，比較和交換(CS)指令)是常見的，所述原子更新指令在已提取一個(gè)字段的當(dāng)前值之后嘗試將該字段更新為新值。在阻止其他處理器同時(shí)執(zhí)行相同功能的同時(shí)，比較舊值與當(dāng)前值。如果舊值等于當(dāng)前值，那么用新值替換當(dāng)前值。如果舊值不等于當(dāng)前值，則不存儲(chǔ)新值，并且經(jīng)由條件代碼通知用戶該值未被更新并且處理循環(huán)返回以操縱當(dāng)前值。

為了使比較和交換指令比較和更新字段，其將該字段帶到本地處理器的私有高速緩存中并且使來(lái)自其他處理器的私有高速緩存的該字段無(wú)效。這導(dǎo)致地址延遲，這降低了性能。字段被更新的頻率越高，劣化越多。

使這個(gè)開銷最小化的一種方法是更新唯一的單個(gè)處理器相關(guān)字段，例如計(jì)數(shù)器，其移除處理器之間的沖突。由讀取器或監(jiān)控程序定期地請(qǐng)求當(dāng)前值，并且基于該請(qǐng)求，對(duì)值進(jìn)行聚合并且提供結(jié)果。這大大降低了開銷。然而，這增加了復(fù)雜性，并且存在如下情況：計(jì)數(shù)器已經(jīng)存在并且提供服務(wù)以聚合處理器相關(guān)值是不切實(shí)際的(如果不是不可能的話)。

因此，在本領(lǐng)域中需要解決上述問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

從第一方面來(lái)看，本發(fā)明提供了一種用于促進(jìn)計(jì)算環(huán)境內(nèi)的處理的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法，所述方法包括：從所述計(jì)算環(huán)境的多個(gè)處理器獲得用于存儲(chǔ)到共享高速緩存行的多個(gè)存儲(chǔ)請(qǐng)求，所述多個(gè)存儲(chǔ)請(qǐng)求為并發(fā)存儲(chǔ)類型；以及基于所述多個(gè)存儲(chǔ)請(qǐng)求，將數(shù)據(jù)并發(fā)存儲(chǔ)到所述共享高速緩存行。

從另一方面來(lái)看，本發(fā)明提供了一種用于促進(jìn)計(jì)算環(huán)境內(nèi)的處理的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括：存儲(chǔ)器；以及與所述存儲(chǔ)器通信的至少一個(gè)處理器，其中，所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)被配置為執(zhí)行一種方法，所述方法包括：從所述計(jì)算環(huán)境的多個(gè)處理器獲得用于存儲(chǔ)到共享高速緩存行的多個(gè)存儲(chǔ)請(qǐng)求，所述多個(gè)存儲(chǔ)請(qǐng)求為并發(fā)存儲(chǔ)類型；以及基于所述多個(gè)存儲(chǔ)請(qǐng)求，將數(shù)據(jù)并發(fā)存儲(chǔ)到所述共享高速緩存行。

從另一方面來(lái)看，本發(fā)明提供了一種用于促進(jìn)計(jì)算環(huán)境內(nèi)的處理的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可由處理電路讀取并且存儲(chǔ)用于由該處理電路執(zhí)行以便執(zhí)行用于執(zhí)行本發(fā)明的步驟的方法的指令。

從另一方面來(lái)看，本發(fā)明提供了一種存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上并且可加載到數(shù)字計(jì)算機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)程序，包括當(dāng)所述程序在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)用于執(zhí)行本發(fā)明的步驟的軟件代碼部分。

通過(guò)提供用于促進(jìn)計(jì)算環(huán)境內(nèi)的處理的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)并提供了附加優(yōu)點(diǎn)。該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括可由處理電路讀取并存儲(chǔ)用于執(zhí)行方法的指令的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。所述方法例如包括，從計(jì)算環(huán)境的多個(gè)處理器獲得用于存儲(chǔ)到共享高速緩存行的多個(gè)存儲(chǔ)請(qǐng)求。所述多個(gè)存儲(chǔ)請(qǐng)求為并發(fā)存儲(chǔ)類型。基于所述多個(gè)存儲(chǔ)請(qǐng)求，將數(shù)據(jù)并發(fā)存儲(chǔ)到所述共享高速緩存行。通過(guò)允許對(duì)共享高速緩存行的并發(fā)更新，便于處理，降低了復(fù)雜度，并且提高了性能。

在一個(gè)實(shí)施例中，與共享高速緩存行相關(guān)聯(lián)的高速緩存目錄狀態(tài)設(shè)置為共享可修改的，其指示多個(gè)處理器的多個(gè)存儲(chǔ)請(qǐng)求是可允許的。

作為示例，數(shù)據(jù)包括對(duì)保持在共享高速緩存行中的全局共享可修改結(jié)構(gòu)的更新。全局共享可修改結(jié)構(gòu)由多個(gè)處理器中的多個(gè)處理器使用。