缓存存储装置制造方法及图纸

本公开涉及缓存存储装置。缓存存储装置包括缓存线，每个高速缓存线被置为存储各自的数据条目。该缓存存储装置被配置为以如下形式来存储标签：专属于(专属)缓存线的独立标签部分；可在缓存线之间共享的可共享标签部分；以及将独立标签部分与可共享标签部分相关联的指针数据。

Cache storage device

The present disclosure relates to a cache storage device. The cache storage device includes a cache line, each of which is placed to store its own data entry. The cache storage device is configured to store tags in the following forms: the independent tag portion of the exclusive (exclusive) cache line; the sharable tag portion that can be shared between the cache lines; and the pointer data associated with the independent tag portion and the sharable tag portion.

【技术实现步骤摘要】
缓存存储装置
本公开涉及缓存存储装置和在数据处理系统中操作缓存存储装置的方法。
技术介绍
具有缓存存储装置的数据处理系统是已知的。相比访问存储于数据处理系统的主存储装置中的一样的数据，缓存存储装置可提供对存储于其中的常用数据更快速和更高效的访问。与主存储装置相比，缓存存储装置通常具有有限的大小，因此在任意给定时间，仅在主存储装置内保存的数据的子集也存储在缓存存储装置内。期望提供更有效地使用其可用存储空间的缓存存储装置。
技术实现思路
根据本公开的第一方面，提供了包括缓存线的缓存存储装置，每个缓存线被配置为存储表示当存储装置访问指令包含对应于与缓存线相关联标签的存储装置标识符时可从缓存存储装置取回的数据的相应数据条目，其中，缓存存储装置被配置为以如下形式存储所述标签：独立标签部分，其专属于缓存线；可共享标签部分，其可在缓存线之间共享；以及指针数据，其将独立标签部分与所述可共享标签部分相关联。在一些示例中，所述标签包括多个不同的数据类型，并且使用至少一个映射模式将所述数据类型映射到所述可共享标签部分和所述独立标签部分，该映射模式将这些不同的数据类型分发在可共享标签部分和独立标签部分之间。例如，给定数据类型可以分发给可共享标签部分和独立标签部分二者。在某些情况下，给定数据类型的最重要的一个或多个位被分发给可共享标签部分。在一些示例中，特定数据类型可以仅被分发给可共享标签部分。在一些示例中，使用多个映射模式将所述数据类型映射到可共享标签部分和独立标签部分。多个映射模式可以包括：第一映射模式，其中，给定数据类型仅被分发给可共享标签部分；以及第二映射模式，其中，所述给定数据类型被分发给可共享标签部分和独立标签部分二者。独立标签部分可以包括指示所使用的映射模式的格式指示符。在一些情况下，缓存存储装置被配置为，当响应于存储装置访问指令检查缓存存储装置时，基于格式指示符选择性地忽略关于存储在可共享标签部分中的数据类型的不一致。在一些示例中，缓存存储装置包括用于图形处理系统的纹理缓存，其中：缓存线包括表示纹理空间中的一个或多个纹素的纹理数据；所述给定数据类型对应于纹理空间中纹素的第三维度坐标的至少一部分；并且第一个映射模式对应于具有两个维度的纹理空间。第二映射模式可以对应于具有至少三个维度的纹理空间。在一些情况下，缓存存储装置被配置为将指针数据作为独立标签部分的一部分存储。缓存存储装置可以包括多级缓存存储装置，其包括第一级缓存和第二级缓存，其中，第一级缓存和第二级缓存中的一者被配置为存储缓存线，而第一级缓存和第二级缓存中的另一者被配置为存储可共享标签部分。根据本公开的另一方面，提供了一种数据处理系统，包括根据本文描述的任何示例的处理器、主存储器和缓存存储装置。根据本公开的另一方面，提供了一种操作包括缓存线的缓存存储装置的方法，每个缓存线被配置为存储表示当存储装置访问指令包含对应于与缓存线相关联的标签的存储装置标识符时可从缓存存储装置取回的数据的相应数据条目，该方法包括：将所述标签存储在缓存存储装置中，该标签的形式为：独立标签部分，其专属于缓存线；以及可共享标签部分，其可在缓存线之间共享；以及将指针数据存储在缓存存储装置中，其中指针数据将所述独立标签部分与所述可共享标签部分相关联。这些装置和方法的其它特征和优点将仅通过参照如附图描述的示例的方式变得显而易见。附图说明图1示出了根据示例的包括缓存存储装置的计算机系统的示意表示。图2示出了根据示例的可存储在缓存存储装置中的缓存线的示意表示。图3示出了根据示例的缓存存储装置的示意性表示。图4示出了根据示例的标签部分的示意性表示。图5示出了根据示例的缓存存储装置的示意性表示。图6a和图6b示出了根据各个示例的用于将标签的数据类型映射到可共享标签部分和独立标签部分的映射模式的示意性表示。图7示出了根据示例的阐述操作缓存存储装置的方法的流程图。具体实施方式在本说明书中，出于解释的目的阐述了某些示例的许多具体细节。说明书中对“示例”或类似语言的提及意味着结合该示例描述的特定特征、结构、或特性包括在至少该示例中，但不一定包括在其它示例中。还应当注意，示意性地描述了其中具有省略的和/或简化的某些特征的某些示例，是为了便于解释和理解以这些示例为基础的概念。图1示意性地示出了已知的数据处理装置100，其包括处理器110、主存储器120、和缓存存储装置130。缓存存储装置130布置在处理器110和主存储装置120之间，并且可以用于存储或缓存存储在主存储装置120中的数据125的子集。处理器110可以是能够读取和执行程序指令的处理器核。与主存储装置120相比，缓存存储装置130可以是更小、更快的存储装置，并且可以例如使用较少的能量而提供对缓存存储装置130中缓存的任何数据的更快和/或更有效的访问(与访问来自主存储装置120的数据相比)。缓存存储装置130可以是被配置为存储从主存储装置120提取的可执行指令的指令缓存、用于存储从主存储装置120提取的数据的数据缓存、能够执行这两者的缓存、或者作为存储管理单元(MMU)的一部分的转换后备缓冲器(TLB)。本文使用的术语“数据”通常包括特定缓存存储装置130被配置为存储的任何类型的数据，例如针对指令缓存的可执行指令，或针对TLB的虚拟到物理地址转换。缓存存储装置130被分成多个块，称为“缓存线”或“缓存块”。缓存线可以在缓存存储装置130中被索引，并且包括用于存储从主存储装置120传输或复制的数据的存储空间。每个缓存线与用于将表示存储器(例如主存储器120)中的位置的存储装置标识符(例如存储装置地址)与该特定缓存线匹配的标签相关联。标签可以与缓存线一起被存储或者作为缓存线的一部分被存储，或者可以独立于缓存线被存储，例如存储在可以包括在缓存存储装置130中或者物理上分离且独立的存储装置中的标签存储装置中。在可选的命名法中，在主存储装置120和缓存存储装置130之间传输的数据(例如，在固定大小的块中)可以被称为缓存线或缓存块，并且缓存存储装置130可以存储“缓存条目”，其中每个缓存条目包括复制的数据(缓存线)和标签。处理器110在对主存储装置120中的位置进行读取或写入(例如作为存储装置访问指令(诸如存储器访问请求)的一部分)之前，可以首先检查缓存存储装置130以查找对应于主存储位置的内容(即，数据)。如果在缓存存储装置120中找到数据，则可能发生“缓存命中(cachehit)”，如果不是，则可能发生“缓存未命中(cachemiss)”。在缓存命中的情况下，可以直接从缓存存储装置130读取数据。在缓存未命中的情况下，可以以速度和效率为代价从主存储装置120读取数据，并且还可以将数据存储在缓存存储装置130中以便于随后更快地访问。缓存存储装置130(在示例中是(成组的)关联的(例如，没有直接映射))可以提供替换策略以确定哪个缓存线(其可能已经包含数据)应该从缓存存储装置130中移除，以便为将从主存储装置提取并存储于缓存存储装置中的新数据空间留出空间。存在许多已知的缓存替换策略的示例，例如最近最少使用、轮询调度(roundrobin)和(伪)随机搜索。缓存存储装置130可以包括缓存控制器，例如缓存控制电路。缓存控制器可以从处理器110接收存储装置访问指令本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括缓存线的缓存存储装置，每个缓存线被配置为存储表示当存储装置访问指令包含对应于与缓存线相关联的标签的存储装置标识符时能够从所述缓存存储装置取回的数据的相应数据条目，其中，所述缓存存储装置被配置为以如下形式存储所述标签：独立标签部分，其专属于缓存线；可共享标签部分，其可在缓存线之间共享；以及指针数据，其将所述独立标签部分与所述可共享标签部分相关联。

【技术特征摘要】
2017.09.13 GB 1714758.81.一种包括缓存线的缓存存储装置，每个缓存线被配置为存储表示当存储装置访问指令包含对应于与缓存线相关联的标签的存储装置标识符时能够从所述缓存存储装置取回的数据的相应数据条目，其中，所述缓存存储装置被配置为以如下形式存储所述标签：独立标签部分，其专属于缓存线；可共享标签部分，其可在缓存线之间共享；以及指针数据，其将所述独立标签部分与所述可共享标签部分相关联。2.如权利要求1所述的缓存存储装置，其中所述标签包括多个不同的数据类型，并且其中，使用多个映射模式将所述数据类型映射到所述可共享标签部分和所述独立标签部分，每个所述映射模式将不同数据类型分配在所述可共享标签部分和所述独立标签部分之间。3.如权利要求2所述的缓存存储装置，所述多个映射模式包括：第一映射模式，其中给定数据类型仅分配给所述可共享标签部分；以及第二映射模式，其中所述给定数据类型被分配给所述可共享标签部分和所述独立标签部分二者。4.如权利要求3所述的缓存存储装置，包括用于图形处理系统的纹理缓存，其中：缓存线包括表示纹理空间中的一个或多个纹素的纹理数据；所述给定数据类型对应于纹理空间中的一个或多个纹素的第三维度坐标的至少一部分；以及所述第一个映射模式对应于具有两个维度的纹理空间。5.如权利要求4所述的缓存存...

【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼奥·加西亚·吉拉多，安德烈亚斯·都·恩格哈尔斯特韦德特，
申请(专利权)人：Arm有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB