[發明專利]高速緩存存儲設備及其操作方法、包括高速緩存存儲設備的系統

在審

• 申請號: 202011264612.3
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN113204501A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 朱炫煜
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: G06F12/0811
• 分類號: G06F12/0811;G06F12/0842;G06F12/0875
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 倪斌

1.一種高速緩存存儲設備，包括：

包括多條路徑的高速緩存電路，其中所述多條路徑中的每一條均包括與多個集合相對應的多個高速緩存行，并且所述高速緩存電路被配置成生成指示與訪問地址相對應的目標數據是否存儲在所述多個高速緩存行中的高速緩存命中信號，并且被配置成在路徑預測模式下基于指示所述多條路徑中的候選路徑的候選路徑信號，針對所述候選路徑執行當前高速緩存訪問操作；以及

路徑預測電路，被配置成基于在多個先前的高速緩存訪問操作期間提供的所述高速緩存命中信號，通過累積指示所述目標數據是否存儲在所述多條路徑之一中的高速緩存命中結果和指示所述目標數據是否存儲在所述候選路徑之一的路徑預測命中結果，存儲累積信息，并且被配置成在所述路徑預測模式下基于所述累積信息，通過確定所述當前高速緩存訪問操作的候選路徑，生成所述候選路徑信號。

2.根據權利要求1所述的高速緩存存儲設備，其中，所述路徑預測電路基于所述累積信息來生成指示所述路徑預測模式的啟用或禁用的預測模式信號，并將所述預測模式信號提供給所述高速緩存電路。

3.根據權利要求2所述的高速緩存存儲設備，其中，當所述預測模式信號指示所述路徑預測模式的啟用時，所述高速緩存電路針對所述候選路徑執行初級高速緩存訪問操作，并且僅當所述目標數據未存儲在所述候選路徑中時，才針對所述多條路徑中除所述候選路徑以外的其它路徑執行次級高速緩存訪問操作。

4.根據權利要求2所述的高速緩存存儲設備，其中，當所述預測模式信號指示所述路徑預測模式的禁用時，所述高速緩存電路針對所述多條路徑中的全部執行正常高速緩存訪問操作。

5.根據權利要求1所述的高速緩存存儲設備，其中所述路徑預測電路包括：

輔助推理緩沖器，被配置成存儲與在有效的重新參考間隔期間被新數據替換并從所述多個高速緩存行中刪除的逐出數據有關的逐出信息。

6.根據權利要求5所述的高速緩存存儲設備，其中所述路徑預測電路基于所述逐出信息來生成與保護數據有關的屏蔽信息，并將所述屏蔽信息提供給所述高速緩存電路，

其中所述保護數據指示在所述有效的重新參考間隔期間再次寫入高速緩存行的所述逐出數據，并且

其中所述高速緩存電路基于所述屏蔽信息至少一次防止從高速緩存行刪除所述保護數據。

7.根據權利要求5所述的高速緩存存儲設備，其中所述逐出信息包括：所述逐出數據的地址，指示先前將所述逐出數據寫入高速緩存行的處理器的受害者標識符，以及指示從高速緩存行中刪除所述逐出數據的處理器的攻擊者標識符。

8.根據權利要求7所述的高速緩存存儲設備，其中所述路徑預測電路存儲指示對與所述多個高速緩存行中存儲的數據相對應的處理器的標識符加以指示的高速緩存占用信息，并基于所述高速緩存占用信息來確定所述受害者標識符。

9.根據權利要求5所述的高速緩存存儲設備，其中基于共同訪問所述高速緩存電路的處理器的數量和所述多條路徑的數量的乘積來確定所述有效的重新參考間隔。

10.根據權利要求1所述的高速緩存存儲設備，其中所述高速緩存存儲設備是被多個處理器共同訪問的共享高速緩存存儲設備。

11.根據權利要求10所述的高速緩存存儲設備，其中所述路徑預測電路包括：

差分診斷寄存器，被配置成針對所述多個處理器中的每一個和所述多個集合中的每一個，通過在所述多個先前的高速緩存訪問操作期間累積多個診斷位對來存儲所述累積信息，其中每個診斷位對包括指示所述高速緩存命中結果的高速緩存命中位和指示所述路徑預測命中結果的路徑預測命中位；以及

控制邏輯電路，被配置成基于存儲在所述差分診斷寄存器中的所述多個診斷位對，來生成對應于與所述當前高速緩存訪問操作相關的處理器和集合的候選路徑信號。