存储器系统以及处理器系统技术方案

本发明专利技术的实施方式涉及存储器系统以及处理器系统。提供一种实现了存储器存取的时间局部性和空间局部性的最佳化的存储器系统以及处理器系统。基于一种方式的存储器系统，具备：第1存储器，该第1存储器的存储器容量比保存第2粒度的数据的第2存储器小，保存比所述第2粒度小的第1粒度的数据；控制部，从所述第2存储器所保存的数据中读出所述第1粒度以上的第3粒度的数据；以及数据抽出部，从由所述控制部读出的所述第3粒度的数据抽出所述第1粒度的数据，保存于所述第1存储器。

【技术实现步骤摘要】
存储器系统以及处理器系统本申请以日本专利申请2016-164845(申请日：2016年8月25日)为基础，享有该申请的优先权。通过参照该申请而包括该申请的所有内容。
本专利技术的实施方式涉及存储器系统以及处理器系统。
技术介绍
伴随大数据处理等的普及，针对存储器存取的高速化和低功耗化的要求正在提高。存储器存取的速度根据高速缓冲存储器的结构而大幅变化。存在有过存取请求的地址被再次存取的可能性高这样的被称为时间局部性的性质。另外，存在有过存取请求的地址附近的地址被存取的可能性高这样的被称为空间局部性的性质。时间局部性和空间局部性处于折中的关系，有可能如果重视时间局部性则无法保证空间局部性、如果重视空间局部性则无法保证时间局部性。
技术实现思路
基于一种方式的存储器系统，具备：第1存储器，该第1存储器的存储器容量比保存第2粒度的数据的第2存储器小，保存比所述第2粒度小的第1粒度的数据；控制部，从所述第2存储器所保存的数据中读出所述第1粒度以上的第3粒度的数据；以及数据抽出部，从由所述控制部读出的所述第3粒度的数据抽出所述第1粒度的数据，保存于所述第1存储器。根据本实施方式，能够提供实现了存储器存取的时间局部性和空间局部性的最佳化的存储器系统以及处理器系统。附图说明图1是示出第1实施方式的处理器系统的概略结构的框图。图2是示出存储器模块的内部结构的一个例子的框图。图3是示出主存储器的内部结构的一个例子的框图。图4是示出高速缓冲存储器的1组标签信息的图。图5是示出第3粒度标签存储器的数据结构的图。图6是示出写入缓冲器的数据结构的图。图7是示出写入请求时的第2存储器控制器的处理动作的流程图。图8A是示出读出请求时的第2存储器控制器的读出处理的流程图。图8B是接着图8A的流程图。图9是图8B的步骤S27的调换处理的详细流程图。图10是从写入缓冲器向存储器模块的回写处理的流程图。图11是示出第2实施方式的处理器系统的概略结构的框图。图12是示出L4高速缓存的内部结构的一个例子的框图。图13是示出第2粒度标签存储器的数据结构的一个例子的图。图14是示出第3粒度标签存储器的数据结构的一个例子的图。图15是针对L4高速缓存的写入处理的流程图。图16A是示出L4高速缓存的读出处理和未命中L4高速缓存时的数据提取处理的流程图。图16B是接着图16A的流程图。(符号说明)1：存储器系统；2：处理器系统；3：处理器；4：主存储器；5：第1存储器控制器；6：第2存储器控制器；7：第2存储器；8：存储器模块；9：第1存储器；10：第3存储器；11：存储器阵列；12：行缓冲器；21：第2粒度标签存储器；22：第3粒度标签存储器；23：数据抽出部；24：存储器存取控制器；25：写入缓冲器；31：处理器内核；32：L1高速缓存；33：L2高速缓存；34：L3高速缓存；35：L4高速缓存；36：高速缓存控制器。具体实施方式以下，参照附图，说明本专利技术的实施方式。(第1实施方式)图1是示出第1实施方式的具备存储器系统1的处理器系统2的概略结构的框图。图1的处理器系统2具备处理器3和主存储器4。主存储器4构成存储器系统1的至少一部分。在处理器3的内部，设置了第1存储器控制器5。另外，在处理器3的内部，设置了多个处理器内核、高速缓冲存储器等，但在图1中省略。第1存储器控制器5控制主存储器4内的第2存储器控制器6。更具体而言，第1存储器控制器5依照针对主存储器4的存取请求，控制第2存储器控制器6。主存储器4除了具有上述第2存储器控制器6以外，还具有第1存储器7和存储器模块8。第1存储器7是例如MRAM(MagnetoresistiveRandomAccessMemory，磁阻随机存取存储器)等非易失存储器。存储器模块8也可以被设为能够以使存储器容量可变的方式装卸。存储器模块8具有第2存储器9和第3存储器10。第2存储器9例如是DRAM(DynamicRandomAccessMemory，动态随机存取存储器)。第3存储器10例如是SRAM(StaticRandomAccessMemory，静态随机存取存储器)。第2存储器9保存第2粒度的数据。第1存储器7的存储器容量例如比第2存储器9小，并且保存第1粒度的数据。第3存储器10的存储器容量例如比第1存储器7小，并且保存第3粒度的数据。在此，“粒度”是指高速缓存中的线大小，是一般的主存储器(DRAM)的页大小。例如，对第2存储器9进行存取时的第2粒度大于对第1存储器7进行存取时的第1粒度。在该情况下，第2粒度的页大小大于第1粒度的线大小。另外，例如作为第1存储器7的线大小的第1粒度小于作为第3存储器10的页大小的第3粒度。在该情况下，第1存储器7的线大小小于第3存储器10的页大小。第2粒度和第3粒度的大小关系是任意的。以下，作为一个例子，说明第2粒度和第3粒度相等的例子。作为具体的一个例子，存储器模块8如通用的DDR(Drouble-Data-Rate，双倍数据速率)SDRAM(SynchronousDynamicRandomAccessMemory，同步动态随机存取存储器)那样，以几k字节的页大小保存数据，相对于此，第1存储器7以几10字节的单位保存数据。以下，将存储器模块8的页大小设为1k字节，将第1存储器7的数据大小设为64字节。第2存储器9、第1存储器7及第3存储器10的存取速度是任意的，典型的情况是第2存储器9相比于第1存储器7和第3存储器10存取速度更慢。第1存储器7和第3存储器10的存取速度既可以不同也可以相同。图2是示出存储器模块8的内部结构的一个例子的框图。图2的存储器模块8具有多个存储体，针对各存储体的每一个，具有存储器阵列11和行缓冲器12。存储器阵列11是上述第2存储器9，由例如DRAM构成。行缓冲器12是上述第3存储器10，是例如SRAM、寄存器等比存储器阵列11更高速的存储器。行缓冲器12如上所述，保存第3粒度的数据。行缓冲器12保存在存储器阵列11中保存的数据中的一部分数据。例如，行缓冲器12保存刚刚对对应的存储体的存储器阵列11进行存取的数据。存储器模块8以页为单位存取，所以行缓冲器12具有大于等于页大小的存储器容量。即，行缓冲器12保存针对将存储器阵列11的字线作为单位来存取的多个存储器单元进行读写的数据。图3是示出主存储器4的内部结构的一个例子的框图。如图3所示，第2存储器控制器6具有第1粒度标签存储器(第2标签存储器)21、第3粒度标签存储器(第1标签存储器)22、数据抽出部23、存储器存取控制器(控制部)24以及写入缓冲器(第4存储器)25。第1粒度标签存储器21保存用于确定第1存储器7的数据的地址信息等。图4是示出第1粒度标签存储器21的数据结构的图。如图4所示，第1粒度标签存储器21针对各条目的每一个将第1粒度的地址信息21a、有效标志信息21b、LRU(LeaseRecentlyUsed:最近最少使用)管理信息21c以及脏标志信息21d对应起来保存。地址信息具有能够识别例如64字节的数据的地址的比特数。第1粒度标签存储器21和第1存储器7作为例如组相联的高速缓冲存储器发挥功能。例如，进行回写方式的写入数据管理。第1粒度标签存储器21以LRU策略管理高速缓存替本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储器系统，具备：第1存储器，该第1存储器的存储器容量比保存第2粒度的数据的第2存储器小，保存比所述第2粒度小的第1粒度的数据；控制部，从所述第2存储器所保存的数据中读出所述第1粒度以上的第3粒度的数据；以及数据抽出部，从由所述控制部读出的所述第3粒度的数据抽出所述第1粒度的数据，保存于所述第1存储器。

【技术特征摘要】
2016.08.25 JP 2016-1648451.一种存储器系统，具备：第1存储器，该第1存储器的存储器容量比保存第2粒度的数据的第2存储器小，保存比所述第2粒度小的第1粒度的数据；控制部，从所述第2存储器所保存的数据中读出所述第1粒度以上的第3粒度的数据；以及数据抽出部，从由所述控制部读出的所述第3粒度的数据抽出所述第1粒度的数据，保存于所述第1存储器。2.根据权利要求1所述的存储器系统，其特征在于，具备第3存储器，该第3存储器的存储器容量比所述第1存储器小，保存所述第3粒度的数据，所述数据抽出部将所述第3存储器所保存的数据的至少一部分以所述第1粒度保存于所述第1存储器。3.一种存储器系统，具备：第1存储器，该第1存储器的存储器容量比保存第2粒度的数据的第2存储器小，保存第1粒度的数据；第3存储器，保存所述第1粒度以上的第3粒度的数据；控制部，从所述第2存储器所保存的数据中读出所述第3粒度的数据，保存于所述第3存储器；以及数据抽出部，抽出所述第3存储器所保存的数据中的有过存取的数据，将抽出的数据以所述第1粒度保存于所述第1存储器。4.根据权利要求2或者3所述的存储器系统，其特征在于，具备第1标签存储器，该第1标签存储器保存确定所述第3存储器所保存的所述第3粒度的数据的地址信息、和表示各数据的存取状况的存取信息，所述数据抽出部根据所述第1标签存储器内的所述存取信息，将所述第3存储器所保存的数据的至少一部分以所述第1粒度保存于所述第1存储器。5.根据权利要求4所述的存储器系统，其特征在于，具备第2标签存储器，该第2标签存储器保存确定所述第1存储器所保存的所述第1粒度的数据的地址信息、和表示是否改写了所述第1存储器所保存的所述第1粒度的数据的脏信息，所述第1标签...

【专利技术属性】
技术研发人员：武田进，藤田忍，
申请(专利权)人：东芝存储器株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP