一种通用字符操作加速处理硬件装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种通用字符串加速处理硬件装置与控制方法，涉及针对大数据应用中普遍存在的字符串操作实现基于3D存储计算机制的通用硬件加速体系结构，通过将字符串加速体系结构和3D存储集成在一起，并提供相应的用户编程接口，可在应用程序中实现对字符串操作在硬件加速体系结构的控制和使用。其中，字符串硬件加速体系结构包括字符串对比加速结构和字符串写操作加速结构，可针对大数据应用中普遍存在的字符串对比操作和字符串位置互换操作进行加速。本发明专利技术的技术方案可以显著提高大数据应用中的字符串操作执行效率，并降低整个应用执行的功耗。

【技术实现步骤摘要】
一种通用字符操作加速处理硬件装置及控制方法
本专利技术涉及大数据应用及硬件加速
，具体来说，涉及针对大数据处理领域中的普遍存在的基本字符操作，通过硬件加速结构实现可集成现有通用处理器的字符串处理通用硬件加速装置及其控制方法。
技术介绍
在大数据处理应用中，字符操作是最基本的一类操作，几乎所有的高级语言中都有针对字符操作的基本函数库。在搜索引擎和社交网络等应用逐渐占据人们大部分生活的今天，字符操作变得尤其重要。例如，网络服务、云计算、网络数据包安全检测、数据库查询、自然语言处理中的词法语法分析、生物计算中的DNA序列比对以及蛋白质氨基酸序列比对等等。字符操作已经深入到大数据应用的各个方面。随着大数据应用处理的数据量的剧增，通用处理器在面向数据量巨大的大数据应用处理中效率并不高，其主要原因是传统通用处理器在设计之初是面向科学计算类型应用，强调数据复杂运算大于数据存取。而迅速发展的大数据应用的主要特征在于数据存取，数据计算反而趋于简单。因此，导致了目前通用处理器在大数据应用处理方面的低效率以及高能耗。进一步说明，一方面，现代高性能处理器的复杂计算流水对字符类操作来说太过冗余；另一方面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通用字符串加速处理硬件装置，其特征在于，所述装置集成于3D存储器内，该装置包括PIM使能控制单元、简单处理器核，以及集成在所述3D存储器逻辑层上的字符串加速结构；所述字符串加速结构、简单处理器核与主处理器相连；在主处理器端，对需要使用所述装置的字符串操作调用接口函数，所述接口函数唤醒所述PIM使能控制单元，所述PIM使能控制单元将需要操作的字符串操作的控制信息发送至所述3D存储器的控制器；所述简单处理器核对所述控制信息进行解析，并依据数据分布的位置，将所述控制信息发送至该位置所在Vault对应的字符串加速结构中；所述字符串加速结构接收到所述简单处理器核发送的控制信息后，执行字符串操作，...

【技术特征摘要】
1.一种通用字符串加速处理硬件装置，其特征在于，所述装置集成于3D存储器内，该装置包括PIM使能控制单元、简单处理器核，以及集成在所述3D存储器逻辑层上的字符串加速结构；所述字符串加速结构、简单处理器核与主处理器相连；在主处理器端，对需要使用所述装置的字符串操作调用接口函数，所述接口函数唤醒所述PIM使能控制单元，所述PIM使能控制单元将需要操作的字符串操作的控制信息发送至所述3D存储器的控制器；所述简单处理器核对所述控制信息进行解析，并依据数据分布的位置，将所述控制信息发送至该位置所在Vault对应的字符串加速结构中；所述字符串加速结构接收到所述简单处理器核发送的控制信息后，执行字符串操作，并将操作结果返回所述简单处理器核。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述字符串加速结构固定访问属于每个Vault的存储颗粒。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述简单处理器核对所述控制信息进行解析，当所述控制信息对应的操作类型为字符比较操作时，将所述控制信息发送至所述字符串加速结构中，所述字符串加速结构将所述控制信息在译码器和所述控制器中进行解析，并对其所在的Vault的存储器分片发出数据读请求，将读取的数据存入缓存中，并对所述3D存储器的分片执行预取操作，获得预取的数据；将所述读取的数据与所述预取的数据进行比较操作，并返回结果。4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，对所述3D存储器的分片执行预取操作后，将所述缓存中存储的读取的数据送入移位操作寄存器中，并将所述预取的数据存入所述缓存中。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述比较操作在字符比较器中执行；所述字符比较器包括三个：字符比较器1、字符比较器2、字符比较器3，所述字符比较器1用于对比字符串内容，所述比较器2、比较器3用于检测是否字符串已结束。6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述返回结果，返回至所述简单处理器核。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述简单处理器核对所述控制信息进行解析，当所述控制信息对应的操作类型为字符串互换操作时，将所述控制信息发送至所述字符串加速结构中，所述字符串加速结构将所述控制信息在译码器和所述控制器中进行解析，并对其所在的Vault的存储器分片发出数据读请求，将读取的数据存入缓存中，并对所述3D存储器的分片执行预取操作，获得预取的数据；将所述读取的数据与所述预取的数据进行比较操作，并将比较后的数据执行写回目标地址操作。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，对所述3D存储器的分片执行预取操作后，将所述缓存中存储的读取的数据送入移位操作寄存器中，并将所述预取的数据存入所述缓存中。9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述比较操作在字符比较器中执行；所述字符比较器包括两个：字符比较器4、字符比较器5，所述比较器4、比较器5用于检测是否字符串已结束。10.根据权利要求4或8所述的装置，其特征在于，所述移位操作寄存器用于对数据进行移位操作。11.一种通用字符串加速处理方法，所述方法应用于通用字符串加速处理硬件装置，其特征在于，所述装置包括PIM使能控制单元、简单处理器核，以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文明，叶笑春，范东睿，王达，张浩，
申请(专利权)人：北京中科睿芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11