[發明專利]非易失緩存數據預取方法、裝置、電子設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202011175433.2
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112256205A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 倪茂;陳嵐;郝曉冉
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

本公開提供了一種非易失緩存數據預取方法，包括：確定寄存器的飽和度；基于所述飽和度的值選擇預取器；利用所述預取器從內存中預取數據。根據寄存器的飽和度的大小自適應選擇具有不同預取能力的預取器，可有效地提高預取器從內存中預取數據的效率，減少預取次數，節約預取時間，從而提高處理器性能，降低緩存系統功耗。

技術領域

本公開涉及數據處理領域，具體涉及一種非易失緩存數據預取方法、裝置、電子設備及存儲介質。

背景技術

由于目前的處理器性能的增長速度遠遠超過了內存讀寫性能的增長速度，致使阻礙處理器性能提升的存儲墻問題變得日趨嚴重。增大緩存容量是緩解存儲墻問題的有效辦法之一，但是傳統靜態隨機存取存儲器(SRAM，Static Random-Access Memory)緩存存在漏電功耗高、存儲密度低等問題，使得在擴大緩存容量的同時，處理器芯片的面積和功耗也隨之增大。而新型非易失存儲技術，磁隨機存儲器(STT-RAM，Shared Transistor TechnologyRandom Access Memory)，因其具有漏電功耗低、存儲密度高等優點被認為是最有可能替代傳統SRAM緩存，構建大容量緩存的新一代存儲器件。

STT-RAM雖然具有優異的訪問速度，但存在高寫延時的問題，會降低CPU讀緩存的效率，增大緩存過程發生擁塞的可能性，同時，STT-RAM的高寫能耗的特性也會增大STT-RAM緩存的總能耗。因此，STT-RAM的讀寫不對稱性的問題對緩存整體性能造成了不良影響。

公開內容

為克服上述問題的至少一個方面，本公開提供了一種非易失緩存數據預取方法，包括：

確定寄存器的飽和度；

判斷所述飽和度的值；

當所述飽和度的值小于等于第一預設值時，選擇第一預取器；

當所述飽和度的值大于第一預設值且小于第二預設值時，選擇第二預取器；

當所述飽和度的值大于等于第二預設值時，選擇第三預取器。

可選地，所述第一預取器的預取強度大于所述第二預取器的預取強度，所述第二預取器的預取強度大于所述第三預取器的預取強度；所述第一預設值小于第二預設值。

可選地，所述寄存器用于存儲待執行訪存請求，所述待執行訪存請求的類型包括讀未命中請求和預取請求。

可選地，所述確定寄存器的飽和度，包括：

記錄所述寄存器中存儲的待執行訪存請求的總數量；

獲取所述寄存器的總條目數；

計算所述寄存器中存儲的待執行訪存請求的總數量與所述寄存器的總條目數的比值；

將所述比值確定為所述寄存器的飽和度。

可選地，利用硬件計數器記錄所述寄存器中存儲的待執行訪存請求的總數量。

可選地，所述確定寄存器的飽和度之前，包括：

接收當前訪存請求；

判斷所述當前訪存請求與所述寄存器中存儲的待執行訪存請求是否相同；

若所述當前訪存請求與所述寄存器中存儲的待執行訪存請求不相同，則將所述當前訪存請求存儲進所述寄存器中；

若所述當前訪存請求與所述寄存器中存儲的待執行訪存請求相同，則丟棄所述當前訪存請求。

可選地，所述預取強度的表征參數包括預取距離和預取深度。

本公開還提供了一種非易失緩存數據預取裝置，包括：

確定模塊，用于確定寄存器的飽和度；