一种基于Cache空间预约算法的计算方法技术

本发明专利技术提供的基于Cache空间预约算法的计算方法包括：当有Load指令访问Cache发生缺失时，设置Cache中的预约空间计数器POC，将POC计数值加1；所述Cache空间预约控制单元接收Cache替换算法单元的输出，并根据所述POC的值产生相应的Cache空间预约控制信息；根据所述Cache空间预约控制信息选择Cache中最近最少使用的Cache行，并对其POT标志进行设置，表示该Cache行已被预约，并将该Cache行对应的地址写入CPAR中保存；根据对应CPAR中保存的Cache行预约地址，从主存返回的数据直接写入对应的目标Cache数据块中；根据Cache的流水深度和非阻塞缓冲深度设置至少一个CPAR保存至少一个被预约Cache行的地址；若Cache空间预约控制单元选择预约的Cache行为脏，则启动该脏Cache行的写回操作，启动数据写回操作后再设置POT标志为1。

A Calculating Method Based on Cache Space Reservation Algorithms

The calculating method of the Cache space reservation algorithm provided by the invention includes: when there is a missing Cache accessed by Load instructions, setting the POC of the reservation space counter in Cache, adding the POC count value to 1; the Cache space reservation control unit receives the output of the Cache replacement algorithm unit, and generates the corresponding Cache space reservation control information according to the value of the POC; The reservation control information chooses the least recently used Cache line in Cache and sets its POT flag to indicate that the Cache line has been reserved and the corresponding address of the Cache line is written to the CPAR for preservation; according to the reserved address of the Cache line in the corresponding CPAR, the data returned from the main memory is written directly into the corresponding target Cache data block; and according to the depth of the Cache's pipeline and non-blocking slowness. Depth setting at least one CPAR saves the address of at least one reserved Cache row; if Cache Space Reservation Control Unit chooses to reserve Cache behavior dirty, it starts the write-back operation of the dirty Cache row, and sets POT flag to 1 after starting data write-back operation.

【技术实现步骤摘要】
一种基于Cache空间预约算法的计算方法
本专利技术涉及计算机硬件
，尤其涉及基于一种Cache空间预约算法的计算方法。
技术介绍
层次化片上存储系统是现阶段高性能处理器缓解“存储墙”问题的有效手段，而Cache是决定片上存储系统整体性能的核心部件，高数据吞吐、低访问延迟的高性能Cache一直是研究的重要内容。通常，处理器上电开始运行后，一旦Cache第一次被填满，除非由于Cache一致性导致的Cache行作废，几乎没有空行等待主存数据的写入，如图1所示。而处理器内核要等到数据写入Cache后才能取入寄存器中使用。由于一次片外主存访问通常要耗费100－200个时钟周期，考虑到非阻塞Cache已经成为优化Cache性能的通用技术，因此在这期间可能产生多次存储器访问，提前作废Cache可能会破坏数据的局部性，并导致Cache抖动。Cache命中率不仅取决于Cache容量和结构，也受Cache替换机制的影响。作为内存的部分映像，Cache只能暂存部分主存的数据。在读缺失时，需要在K路相联的Cache行中选择替换对象。替换策略有轮循，随机替换，先进先出，最近最少使用LRU，PLRU，最本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Cache空间预约算法的计算方法，其特征在于：在标准Cache结构的基础上增加一个Cache空间预约控制单元，其中包括预约空间计数器POC，至少一个Cache空间预约地址寄存器CPAR，在所述Cache的Tag阵列中为每个Cache行增加一个预约标志POT，所述方法包括：当有Load指令访问Cache发生缺失时，设置Cache中的预约空间计数器POC，将POC计数值加1；所述Cache空间预约控制单元接收Cache替换算法单元的输出，并根据所述POC的值产生相应的Cache空间预约控制信息；根据所述Cache空间预约控制信息选择Cache中最近最少使用的Cache行，并对其POT标...

【技术特征摘要】
1.一种基于Cache空间预约算法的计算方法，其特征在于：在标准Cache结构的基础上增加一个Cache空间预约控制单元，其中包括预约空间计数器POC，至少一个Cache空间预约地址寄存器CPAR，在所述Cache的Tag阵列中为每个Cache行增加一个预约标志POT，所述方法包括：当有Load指令访问Cache发生缺失时，设置Cache中的预约空间计数器POC，将POC计数值加1；所述Cache空间预约控制单元接收Cache替换算法单元的输出，并根据所述POC的值产生相应的Cache空间预约控制信息；根据所述Cache空间预约控制信息选择Cache中最近最少使用的Cache行，并对其POT标志进行设置，表示该Cache行已被预约，并将该Cache行对应的地址写入CPAR中保存；根据对应CPAR中保存的Cache行预约地址，从主存返回的数据直接写入对应的目标Cache数据块中；根据Cache的流水深度和非阻塞缓冲深度设置至少一个CPAR...

【专利技术属性】
技术研发人员：张骏，任向隆，韩立敏，郑新建，刘宁宁，齐宇心，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西,61