描述了用于能够用压缩的缓存线的信息价值工作的多处理器计算系统的缓存一致性准则。还描述了能够用压缩的缓存线的信息价值工作的多处理器计算系统。所述多处理器计算系统包括多个中心，所述中心用于与各个计算系统组件通信以及压缩／解压缩缓存线的信息价值。描述了能够根据缓存一致性准则标注缓存线的信息价值的处理器。还描述了包括如以上所描述的中心的处理器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的领域一般涉及计算系统；并且更具体地，涉及采用压缩的缓存线的信息价值的多处理器计算系统以及能够在所述多处理器计算系统中使用的处理器。背景附图说明图1示出用于基本计算系统的体系结构的部分，所述基本计算系统包括1)处理器101；2)缓存102；3)存储器控制器103；以及4)系统存储器104。处理器101通过执行完成数据元素(element)上各个操作的指令来实现软件例程(routine)。所述指令和数据元素被储存在缓存(cache)102和/或系统存储器104中。当处理器101需要具体指令或数据元素时，在从系统存储器104请求所期望的指令或数据元素之前，处理器到缓存102寻找它们。一般认为缓存102比系统存储器104“快”。更确切地说，相比于等待驻留在系统存储器104中的指令或数据元素，处理器101在等待驻留在缓存102中的指令或数据元素时等待更少的时间。典型地，由于用比实现系统存储器所用到的那些存储单元(例如，DRAM单元)固有地更快的存储单元(例如，SRAM单元)来实现缓存102，出现如缓存102与系统存储器104之间的这种等待时间的不等。相比于DRAM类型的系统存储器104，SRAM类型的缓存102的储存空间的每一个位更昂贵。因此，图1的计算系统体系结构尝试通过被设计为将使用更频繁的指令和数据元素储存在缓存102中而将使用没那么频繁的指令和数据元素储存在系统存储器104中，来最优化成本和性能两者。通过将使用更频繁的指令和数据元素储存在缓存中，处理器应该承受形式为等待从系统存储器104取得指令/数据所浪费的时间的可接受的“时序损失命中(timing penalty hit)”，因为处理器需要的指令/数据的很大百分比将在缓存102中被找到。为了提高“缓存命中”(即其中所需指令或数据元素在缓存102中被找到的实例)的百分比，“时间局部性(temporal locality)”和“空间局部性(spatial locality)”的概念开始起作用。时间局部性是指单个指令或数据元素倾向于在它已经被使用之后不久被使用的概念。空间局部性是指在存储器中位于彼此附近(即，具有相似的地址)的指令和数据元素趋向于在大约同一时间被使用的概念。通过在指令和数据元素首次从系统存储器104被传送到缓存102之后将它们在缓存102中保持至少一些时间段来考虑时间局部性。通过将缓存102设计成用来自系统存储器102的其内容接近(例如，“围绕”)需要从系统存储器104取出的任何单个指令或数据元素的数据块(即，多个指令或数据元素)进行加载，来考虑空间局部性。例如，如果需要来自系统存储器104的在地址X处的指令，对应于与地址X相关的多个地址的内容块从系统存储器104被传送到缓存102，而不是只从系统存储器104传送所需的指令，而不是只将所需的指令从系统存储器104传送到缓存102。图2尝试通过示出第一邻近内容“块”105(所述内容块通过多个系统存储器地址被引用)被加载到单个缓存线107内；以及的第二邻近内容“块”106(所述内容块通过不同的多个系统存储器地址的集合被引用)被加载到另一单个缓存线108内来描绘这种情形。为了简单起见，图2将缓存204示出为单级结构。但是，各种计算系统被设计为具有不同等级的缓存。例如，许多类型的计算系统具有两级缓存(一级(L1)缓存和二级(L2)缓存)，其中相比于第二级缓存(L2)，第一级缓存(L1)对应于更少的处理器等待时间。L1缓存被假定为储存使用最频繁的数据元素和指令，而L2缓存被假定为储存使用没有L1缓存中的那些那么频繁，但是比系统存储器中的那些更频繁的数据元素和指令。传统上，两个缓存等级都是用比系统存储器更快的存储器类型实现的(例如，L1和L2缓存两者都是用SRAM存储单元实现的)；但是，L1缓存被集成在与处理器相同的半导体管芯(die)上，而L2缓存用与处理器不同的半导体管芯来实现。因为“片上”缓存访问比“片外”缓存访问快，所以对于处理器来说，相比于对L2缓存的访问，对L1缓存的访问对应于更少的等待时间。存储器控制器103负责从处理器101取得未被缓存满足的对数据的请求，并且管理在系统存储器104中服务那些请求的进程(process)。可以存在许多不同种类的请求，例如对缓存中没有出现的数据的加载请求，以及将需要被储存回存储器的数据从缓存逐出。典型地，存储器控制器能够流水处理(pipeline)请求，从而许多请求可以是未完成的，并且可以以短得多的平均延时(latency)并行地被服务。存储器控制器负责与特定存储技术的细节接口，并且以模块化的方式隔离系统存储器和处理器。存储器控制器可以与处理器集成(例如在同一管芯上)，或者可以与处理器分离(例如在芯片组中)。通常用具体类型的系统存储器(例如，EDO RAM，SDRAM，DDR等)来实现系统存储器。附图本专利技术是以实施例而非限制性的方式来解释说明的，在附图中，同样的标号表示相似的要素，其中图1示出计算系统的体系结构的部分；图2示出来自系统存储器的内容块被加载到单个缓存线中；图3a示出改进的途径，在所述途径中对齐的系统存储器内容块可以被压缩到单个缓存线内；图3b示出在压缩的缓存线从缓存被逐出并且被储存到系统存储器之后，示例性的实质性系统存储器内容的所得到的映射；图4a示出能够使用压缩的缓存线的单处理器体系结构的部分；图4b示出可以被系统存储器控制器利用以跟踪它的系统存储器内已被压缩的那些块的压缩映射；图4c示出具有压缩映射缓存和压缩/解压缩逻辑的存储器控制器；图4d示出具有用于标识用于压缩映射的物理系统存储器分配的寄存器空间的存储器控制器；图5a示出在将缓存线写到系统存储器的期间，图4a的存储器控制器可以利用的一对方法；图5b示出在从系统存储器读取缓存线的期间，存储器控制器可以利用的三种方法；图5c示出与对压缩映射的内容的引用相关的三种方法；图6a示出存储器控制器的第一实施方案；图6b示出存储器控制器的第二实施方案；图6c示出存储器控制器的第三实施方案；图7示出能够使用压缩的缓存线的信息价值(worth of information)的多处理器计算系统；图8a到8c示出涉及压缩的各种传送，所述传送可以在能够用压缩的缓存线的信息价值工作的多处理器计算系统(例如图7的多处理器计算系统)内发生；图9示出用于压缩/解压缩中心(hub)内的数据通道的设计的实施方案；图10示出用来从缓存引用缓存线的信息价值的地址位映射的实施方案，所述缓存既能储存压缩的缓存线的信息价值又能储存未压缩的缓存线的信息价值；图11示出缓存一致性准则的第一集合的实施方案；图12示出缓存一致性准则的第二集合的实施方案；图13示出缓存一致性准则的第三集合的实施方案；图14示出缓存一致性准则的第四集合的实施方案；图15示出涉及对压缩的缓存线的信息价值的所有权的请求的方法的实施方案；图16a图示在缓存中实现的传统存储地址；图16b图示在能够压缩/解压缩缓存线的信息价值的缓存中实现的存储地址的一个实施方案；图17图示用于能够压缩/解压缩缓存线的信息价值的缓存的标志阵列项的一个实施方案；图18是图示缓存控制器的一个实施方案的框图；图19图示能够压缩/解压缩缓存线的信息价值的缓存中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种处理器，所述处理器包括缓存一致性准则逻辑电路，所述缓存一致性准则逻辑电路根据从由以下准则组成的组中选择的至少一个缓存一致性准则来标注缓存线的信息价值，所述以下准则包括：ａ）在所述缓存线的信息价值是曾以新信息写入的压缩的缓存线的信 息价值，所述新信息允许所述压缩的缓存线的信息价值维持为压缩的情况下，保持所述压缩的缓存线的信息价值处于在被写入之前它曾处于的相同状态；ｂ）在所述缓存线的信息价值是曾从压缩的缓存线的信息价值派生的未压缩的缓存线的信息价值，所述压缩的缓 存线的信息价值在以新信息写入后不能维持为压缩的情况下，将所述未压缩的缓存线的信息价值标注为处于修改的状态；以及ｃ）在所述缓存线的信息价值是通过将未压缩的缓存线的信息价值和所述未压缩的缓存线的信息价值的伴体压缩而生成的压缩的缓存线的信 息价值的情况下，将所述压缩的缓存线的信息价值标注为处于修改的状态。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-1-15 10/759,9221.一种处理器，所述处理器包括缓存一致性准则逻辑电路，所述缓存一致性准则逻辑电路根据从由以下准则组成的组中选择的至少一个缓存一致性准则来标注缓存线的信息价值，所述以下准则包括a)在所述缓存线的信息价值是曾以新信息写入的压缩的缓存线的信息价值，所述新信息允许所述压缩的缓存线的信息价值维持为压缩的情况下，保持所述压缩的缓存线的信息价值处于在被写入之前它曾处于的相同状态；b)在所述缓存线的信息价值是曾从压缩的缓存线的信息价值派生的未压缩的缓存线的信息价值，所述压缩的缓存线的信息价值在以新信息写入后不能维持为压缩的情况下，将所述未压缩的缓存线的信息价值标注为处于修改的状态；以及c)在所述缓存线的信息价值是通过将未压缩的缓存线的信息价值和所述未压缩的缓存线的信息价值的伴体压缩而生成的压缩的缓存线的信息价值的情况下，将所述压缩的缓存线的信息价值标注为处于修改的状态。2.一种处理器，所述处...
【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯纽本，拉姆哈格哈尔利，赫伯特汉姆，阿里热扎阿德尔塔巴塔拜，安沃胡洛姆，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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