[發明專利]基于實時動態遷移機制的分布式cache結構

有效

• 申請號: 201910595908.4
• 申請日: 2019-07-03
• 公開（公告）號: CN110297783B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 山蕊;劉陽;朱筠;蔣林;馮雅妮
• 申請（專利權）人: 西安郵電大學
• 主分類號: G06F12/0868
• 分類號: G06F12/0868;G06F12/0811
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

1.一種基于實時動態遷移機制的分布式cache結構，其特征在于，包括：

查找比較單元、訪問記錄單元、遷移輸出單元、遷移互連單元、控制單元和數據存儲單元；

所述查找比較單元、訪問記錄單元、遷移輸出單元、遷移互連單元和數據存儲單元均與控制單元連接；

所述訪問記錄單元，用于記錄數據存儲單元中存儲在本地cache的數據被訪問的頻率信息，并依據頻率信息確定本地cache內數據是否處于高頻率訪問狀態；所述頻率信息為被各個PE訪問的頻率；

遷移輸出單元，用于接收訪問記錄單元和數據存儲單元的信息，對處于高頻率訪問狀態的數據進行遷移時的數據準備；

遷移互連單元，用于根據遷移輸出單元的數據準備，定位到所述處于高頻率訪問狀態的數據的遷移目的地，并將所述處于高頻率訪問狀態的數據遷移至遷移目的地，以及根據遷移取消信號，將取消遷移的數據置為無效；

查找比較單元，用于對遷移互連單元遷移的數據進行跟蹤標記，以使各PE訪問所述數據時，能夠在最短路徑上獲取；

數據存儲單元，存儲有本地cache中的數據。

2.根據權利要求1所述的結構，其特征在于，

查找比較單元，還用于，根據遷移互連單元提供的數據以及標志信息，在內部的遷移查找表中進行0或者1的狀態記錄，若數據被遷移且并沒取消遷移，則將遠程PE所要訪問的地址對應的數據狀態設為1，將遠程PE所要訪問的地址對應的數據原本的位置信息通過標志位來記錄；在接收到任一數據的遷移取消使能為高時，將遷移取消的數據的狀態記為0，以在原位置查找遷移取消的數據。

3.根據權利要求2所述的結構，其特征在于，所述查找比較單元，具體用于

1)已遷移狀態查找：在接收到PE的讀寫訪問請求之后，在遷移查找表中找尋有效狀態數據，若查找的數據狀態位為1，則表示查找的數據有效；若查找的數據狀態位為0，則表示查找的數據無效；

2)已遷移狀態比較：收集所有狀態位有效的數據標志信息，將PE訪問請求中的讀寫地址信息與收集的有效數據的標志位進行比較，若標志位與PE的讀寫地址信息相等，則該PE訪問的數據已經被遷移，能夠直接訪問，不用請求至有效數據原本靜態映射的位置去訪問，至此PE訪問請求中的讀寫操作結束；若標志位與PE的讀寫地址信息不相等，則將訪問請求透傳至四級訪問全互連結構中，通過實時動態數據遷移機制訪問靜態映射于cache中的數據；

3)遷移數據更新：本地cache通過訪問記錄單元記錄數據存儲單元中數據被訪問頻率，若此時訪問記錄單元發送遷移數據使能，則查找比較單元根據遷移使能攜帶的地址信息以及被訪問的PE標識，將遷移數據的標志位進行更新，并將遷移數據置為有效；

4)遷移取消更新：本地cache通過訪問記錄單元記錄數據存儲單元中數據被訪問頻率，若此時訪問記錄單元發送遷移取消使能，則查找比較單元根據遷移取消使能攜帶的地址信息，將遷移取消使能的數據置為無效。

4.根據權利要求3所述的結構，其特征在于，訪問記錄單元，具體用于：

在每個cache內部對各PE對cache中數據的訪問情況進行統計，通過內置計數器進行訪問計數，并在計數的過程中比較計數器中的數值與預設參數B的大小，則若大于等于參數B時，發送遷移控制信號至遷移輸出單元以及數據存儲單元；若小于參數B，則發送遷移取消控制信號至遷移輸出單元；

在發送遷移控制信號至遷移輸出單元時，需將遷移控制信號同樣發送至數據存儲單元，根據遷移控制信號攜帶的cache地址信息控制數據存儲單元將對應的被遷移數據返回至遷移輸出單元。

5.根據權利要求4所述的結構，其特征在于，訪問記錄單元，還用于

為數據存儲單元中每個數據設置內部計數器，接收來自cache中讀寫訪問的PE標識信息以及讀寫地址信息之后，根據訪問地址信息對計數器進行操作，若連續訪問，則計數器加1，若不是連續訪問，則計數器清0，讀寫訪問操作一致。