一种多核存储器一致性的方法、系统、设备及可读介质技术方案

本发明专利技术公开了一种多核存储器一致性的方法，包括以下步骤：接收主处理器发送的命令，判断命令在主缓存是否命中；响应于命令在主缓存未命中，对命令进行判断；响应于命令为读命令，将读命令发送到同簇处理器并判断同簇处理器是否返回数据响应；响应于同簇处理器未返回数据响应，将读命令发送到片外存储控制器并对片外存储控制器的状态位进行判断；以及响应于片外存储控制器的状态为未使用，读取片外存储器的数据对主缓存数据进行更新并将数据返回至主处理器。本发明专利技术还公开了一种多核存储器一致性的系统、计算机设备和可读存储介质。本发明专利技术通过设计适合嵌入式领域的多核存储一致性协议，提高了数据处理的性能和效率，节约了成本。

【技术实现步骤摘要】
一种多核存储器一致性的方法、系统、设备及可读介质
本专利技术涉及多核处理器理
，尤其涉及一种多核存储器一致性的方法、系统、设备及可读介质。
技术介绍
随着现代社会科技的发展，计算机已经广泛应用于各种领域，随之而来的是处理器技术的飞速发展。处理器作为计算机中的主要设备之一，是电脑中的核心配件。其功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。随着人们对于计算速度和计算规模的需求不断提高，由于单处理器计算机系统的处理器运算性能受芯片速度极限和加工工艺极限的限制，不可能无限提高，这就使得多处理器的技术应运而生。多处理器中存在共享和私有数据的高速缓存。私有数据是被单个处理器使用的，而共享数据则是被多个处理器使用的，本质上是通过读写共享数据完成处理器之间的通信，这就使得多处理器的缓存一致性成为必须的技术。伊利诺斯协议MESI是广泛应用的支持写回策略的缓存一致性协议。MESI是四种缓存段状态Invalid、Shared、Exclusive、Modified的首字母缩写，分别代表无效状态、共享状态、独占状态和修改状态。多处理器系统中任何缓存段都处于这四种状态之一。MESI协议是一个合适的状态机，既能处理来自本地处理器的请求，也能把信息广播到总线上。现有技术中，MESI协议要求每个缓存行有两个状态位，用于描述该行当前是处于修改态(M)、专有态(E)、共享态(S)或者无效态(I)中的哪种状态，从而决定它的读/写操作行为。记录状态的两个状态位，需要额外占用缓存和主存的存储资源。同时，MESI协议适用于多核及多处理器，针对核数比较少的处理器，协议处理较为复杂。需占用较多逻辑资源，对于嵌入式领域，性价比不高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例的目的在于提出一种多核存储器一致性的方法、系统、设备及可读介质，通过设计适合嵌入式领域的多核存储一致性协议，提高了数据处理的性能和效率，节约了成本。基于上述目的，本专利技术实施例的一方面提供了一种多核存储器一致性的方法，包括如下步骤：接收主处理器发送的命令，判断命令在主缓存是否命中；响应于命令在主缓存未命中，对命令进行判断；响应于命令为读命令，将读命令发送到同簇处理器并判断同簇处理器是否返回数据响应；响应于同簇处理器未返回数据响应，将读命令发送到片外存储控制器并对片外存储控制器的状态位进行判断；以及响应于片外存储控制器的状态为未使用，读取片外存储器的数据对主缓存数据进行更新并将数据返回至主处理器。在一些实施方式中，方法还包括：响应于命令在主缓存中命中，对命令进行判断；响应于命令为读命令，将数据响应返回至主处理器；响应于命令为写命令，对主缓存数据进行更新。在一些实施方式中，方法还包括：响应于命令为写命令，将写命令发送到片外存储控制器；接收片外存储控制器返回的数据响应到主缓存中并对主缓存数据进行替换；将替换前数据写入片外存储控制器，并将替换前数据更新到片外存储器。在一些实施方式中，将读命令发送到同簇处理器并判断同簇处理器是否返回数据响应包括：响应于同簇处理器返回数据响应，对主缓存数据进行更新并将数据响应返回至主处理器。在一些实施方式中，方法还包括：响应于片外存储控制器的状态为使用，将片外存储控制器的数据写入片外存储器，并重新对片外存储控制器的状态进行判断。在一些实施方式中，将读命令发送到同簇处理器包括：将读命令依次发送到同簇处理器；方法还包括：响应于任一同簇处理器返回数据响应，停止向其他同簇处理器发送读命令，对主缓存数据进行更新并将数据响应返回至主处理器。在一些实施方式中，读取片外存储器的数据对主缓存数据进行更新并将数据返回至主处理器还包括：将片外存储控制器的状态更新为使用。本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种多核存储器一致性的系统，包括：主缓存判断模块，配置用于接收主处理器发送的命令，判断命令在主缓存是否命中；命令判断模块，配置用于响应于命令在主缓存未命中，对命令进行判断；同簇处理器判断模块，配置用于响应于命令为读命令，将读命令发送到同簇处理器并判断同簇处理器是否返回数据响应；片外存储控制器判断模块，配置用于响应于同簇处理器未返回数据响应，将读命令发送到片外存储控制器并对片外存储控制器的状态位进行判断；以及处理模块，配置用于响应于片外存储控制器的状态为未使用，读取片外存储器的数据对主缓存数据进行更新并将数据返回至主处理器。本专利技术实施例的再一方面，还提供了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令，指令由处理器执行以实现如上方法步骤。本专利技术实施例的再一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有被处理器执行时实现如上方法步骤的计算机程序。本专利技术具有以下有益技术效果：通过设计适合嵌入式领域的多核存储一致性协议，提高了数据处理的性能和效率，节约了成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。图1为本专利技术提供的多核存储器一致性的方法的实施例的示意图；图2为本专利技术提供的多核存储器一致性的方法的实施例结构框图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术实施例进一步详细说明。需要说明的是，本专利技术实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本专利技术实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。基于上述目的，本专利技术实施例的第一个方面，提出了一种多核存储器一致性的方法的实施例。图1示出的是本专利技术提供的多核存储器一致性的方法的实施例的示意图。如图1所示，本专利技术实施例包括如下步骤：S1、接收主处理器发送的命令，判断命令在主缓存是否命中；S2、响应于命令在主缓存未命中，对命令进行判断；S3、响应于命令为读命令，将读命令发送到同簇处理器并判断同簇处理器是否返回数据响应；S4、响应于同簇处理器未返回数据响应，将读命令发送到片外存储控制器并对片外存储控制器的状态位进行判断；以及S5、响应于片外存储控制器的状态为未使用，读取片外存储器的数据对主缓存数据进行更新并将数据返回至主处理器。在本实施例中，图2示出的是本专利技术提供的多核存储器一致性的方法的实施例结构框图。如图2所示，本专利技术结构包括多核risc-v处理器簇和片外存储。多核芯片是以risc-v为指令集的芯片，内部包含多个以2核为一簇的处理器簇、缓存cache、片外存储DRAM控制器。缓存cache的转换规则为：无效状态通过本地读/写转换为有效状态，通过远程读/写保持无效状态；有效状态通过远程读/写转换为无效状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多核存储器一致性的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n接收主处理器发送的命令，判断所述命令在主缓存是否命中；/n响应于所述命令在主缓存未命中，对所述命令进行判断；/n响应于所述命令为读命令，将所述读命令发送到同簇处理器并判断所述同簇处理器是否返回数据响应；/n响应于所述同簇处理器未返回数据响应，将所述读命令发送到片外存储控制器并对所述片外存储控制器的状态位进行判断；以及/n响应于所述片外存储控制器的状态为未使用，读取片外存储器的数据对所述主缓存数据进行更新并将所述数据返回至所述主处理器。/n

【技术特征摘要】
1.一种多核存储器一致性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
接收主处理器发送的命令，判断所述命令在主缓存是否命中；
响应于所述命令在主缓存未命中，对所述命令进行判断；
响应于所述命令为读命令，将所述读命令发送到同簇处理器并判断所述同簇处理器是否返回数据响应；
响应于所述同簇处理器未返回数据响应，将所述读命令发送到片外存储控制器并对所述片外存储控制器的状态位进行判断；以及
响应于所述片外存储控制器的状态为未使用，读取片外存储器的数据对所述主缓存数据进行更新并将所述数据返回至所述主处理器。


2.根据权利要求1所述的多核存储器一致性的方法，其特征在于，还包括：
响应于所述命令在主缓存中命中，对所述命令进行判断；
响应于所述命令为读命令，将数据响应返回至所述主处理器；
响应于所述命令为写命令，对所述主缓存数据进行更新。


3.根据权利要求1所述的多核存储器一致性的方法，其特征在于，还包括：
响应于所述命令为写命令，将所述写命令发送到片外存储控制器；
接收所述片外存储控制器返回的数据响应到所述主缓存中并对所述主缓存数据进行替换；
将所述替换前数据写入所述片外存储控制器，并将所述替换前数据更新到片外存储器。


4.根据权利要求1所述的多核存储器一致性的方法，其特征在于，将所述读命令发送到同簇处理器并判断所述同簇处理器是否返回数据响应包括：
响应于所述同簇处理器返回数据响应，对所述主缓存数据进行更新并将所述数据响应返回至所述主处理器。


5.根据权利要求1所述的多核存储器一致性的方法，其特征在于，还包括：
响应于所述片外存储控制器的状态为使用，将使用所述片外存储器的处理器簇的缓存数据写入片外存储器，并将所述片外存储控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘同强，王朝辉，李拓，周玉龙，邹晓峰，
申请(专利权)人：苏州浪潮智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32