指定目标进行核内至核外高速缓存内容迁移的处理器及方法技术

指定目标进行核内至核外高速缓存内容迁移的处理器及方法，用于指定目标的核内至核外高速缓存内容迁移。根据一指令集架构的一迁移指令，一处理器的一第一核心以其中一解码器，基于一微码存储器存储的一微码，转换出多条微指令。根据这些微指令，一指定请求通过该第一核心的一内存顺序缓存区传递给该处理器的一最末级高速缓冲存储器，令该最末级高速缓冲存储器查询一核外高速缓存表。该核外高速缓存表条列各存储器地址在该最末级高速缓冲存储器、该第一核心、以及该处理器其它核心的状态。根据一指定目标在该第一核心的状况，探听请求向该第一核心发出，探听该指定目标。探听到的指定目标降级迁移到该最末级高速缓冲存储器。定目标降级迁移到该最末级高速缓冲存储器。定目标降级迁移到该最末级高速缓冲存储器。

【技术实现步骤摘要】
指定目标进行核内至核外高速缓存内容迁移的处理器及方法


[0001]本案涉及处理器的层级式高速缓存系统(hierarchical cache system)的管理技术。

技术介绍

[0002]计算机系统中，存储器可有层级之分。较上层级的存储器拥有较高的速度、较低延迟性，但容量较小。大部分计算机系统的存储器层级有以下四层(上层至下层排序)：寄存器(registers)；高速缓冲存储器(cache memory)；系统内存(主存储器，如DRAM)；以及磁盘(SSD或HD)。
[0003]特别是，高速缓冲存储器也可以层级设计，根据存取的快至慢排列，包括：第一级高速缓存(L1)、第二级高速缓存(L2)、以及第三级高速缓存(L3，又称最末级高速缓冲存储器，last level cache，简称LLC)。如此层级式高速缓存系统的管理将显著影响系统效能。
[0004]如何有效管理层级式高速缓存系统为处理器设计一项重要议题。

技术实现思路

[0005]本案提出一种层级式高速缓存系统(hierarchical cache system)的管理技术
─
指定目标进行核内至核外高速缓存内容迁移。
[0006]根据本案一种实施方式实现的一处理器包括一第一核心、一最末级高速缓冲存储器、以及一核外高速缓存表。该第一核心包括一微码存储器、一解码器、一内存顺序缓存区、以及一核内高速缓冲存储器。该最末级高速缓冲存储器耦接该第一核心，供该第一核心与该处理器其他核心共用。该核外高速缓存表条列各存储器地址在该最末级高速缓冲存储器、该第一核心、以及该处理器其它核心的状态。响应指定目标进行核内至核外迁移的一指令集架构的一迁移指令，该解码器基于该微码存储器存储的一微码，转换出多条微指令。根据这些微指令，一指定请求通过该内存顺序缓存区传递给该最末级高速缓冲存储器，令该最末级高速缓冲存储器查询该核外高速缓存表，根据一指定目标在该第一核心的状况，向该第一核心发出探听请求，探听该指定目标，且探听到的指定目标降级迁移到该最末级高速缓冲存储器。
[0007]一种实施方式中，该核外高速缓存表条列的状态的选项包括一修正状态、一独占状态、一共享状态、以及一无效状态。该指定目标降级迁移前，若在该第一核心为该修正状态、或该独占状态，随着该指定目标降级迁移到该最末级高速缓冲存储器，该核外高速缓存表修正为，标示该指定目标在该最末级高速缓冲存储器为该修正状态、或该独占状态。
[0008]一种实施方式中，该第一核心的该核内高速缓冲存储器包括多个高速缓存硬件。该第一核心包括一核内高速缓存表，条列各存储器地址在该第一核心的不同高速缓存硬件的状态。该核内高速缓存表条列的状态的选项包括该修正状态、该独占状态、该共享状态、以及该无效状态。
[0009]一种实施方式中，该指定目标降级迁移前，若在该第一核心为该修正状态、或该独
占状态，随着该指定目标降级迁移到该最末级高速缓冲存储器，该核外高速缓存表修正为，标示该指定目标在该第一核心为该共享状态，使该第一核心保留该指定目标。一种实施方式中，降级迁移前，该指定目标若以该修正状态、或该独占状态存在该第一核心的这些高速缓存硬件中的一来源高速缓存硬件，随着该指定目标自该来源高速缓存硬件降级迁移到该最末级高速缓冲存储器，该核内高速缓存表修正为，标示该指定目标在该来源高速缓存硬件为该共享状态，使该来源高速缓存硬件保留该指定目标。
[0010]一种实施方式中，该指定目标为一高速缓存行，且该迁移指令的一操作数为指示该高速缓存行的一存储器地址。通过该内存顺序缓存区，该存储器地址转换为对应该高速缓存行的一高速缓存行信息，搭配该指定请求传递给该最末级高速缓冲存储器，令该最末级高速缓冲存储器查询该核外高速缓存表，判断该高速缓存行是否高速缓存于该第一核心。若该高速缓存行高速缓存于该第一核心，该最末级高速缓冲存储器令该高速缓存行信息搭配一探听请求发送给该第一核心。响应该探听请求，该第一核心根据该高速缓存行信息查询该核内高速缓存表，判断存在该高速缓存行的该来源高速缓存硬件，令该高速缓存行信息搭配一降级请求，传递给该来源高速缓存硬件。响应该降级请求，该来源高速缓存硬件根据该高速缓存行信息，提供该高速缓存行以降级迁移到该最末级高速缓冲存储器，且该核内高速缓存表、以及该核外高速缓存表相应修正。
[0011]一种实施方式中，该指定目标降级迁移前，若在该第一核心为该修正状态、或该独占状态，随着该指定目标降级迁移到该最末级高速缓冲存储器，该核外高速缓存表修正为，标示该指定目标在该第一核心为该无效状态，使该第一核心不保留该指定目标。一种实施方式中，降级迁移前，该指定目标若以该修正状态、或该独占状态存在该第一核心的这些高速缓存硬件中的一来源高速缓存硬件，随着该指定目标自该来源高速缓存硬件降级迁移到该最末级高速缓冲存储器，该核内高速缓存表修正为，标示该指定目标在该来源高速缓存硬件为该无效状态，使该来源高速缓存硬件不保留该指定目标。
[0012]一种实施方式中，该指定目标为完整的该来源高速缓存硬件。通过该内存顺序缓存区，该指定请求传递给该最末级高速缓冲存储器，令该最末级高速缓冲存储器查询该核外高速缓存表，遍历该核外高速缓存表中关于该第一核心的内容，得出该第一核心所涉及的所有目标高速缓存行。令各目标高速缓存行的一高速缓存行信息搭配一探听请求，发送给该第一核心查询该核内高速缓存表，判断探听的各目标高速缓存行是否存在该来源高速缓存硬件。关于探听的各目标高速缓存行，若存在于该来源高速缓存硬件，令相应的一高速缓存行信息搭配一降级请求，传送至该来源高速缓存硬件。响应各降级请求，该来源高速缓存硬件根据接收的高速缓存行信息，提供一高速缓存行以降级迁移到该最末级高速缓冲存储器，且该核内高速缓存表、以及该核外高速缓存表相应修正。
[0013]一种实施方式中，该来源高速缓存硬件为该第一核心的一第一级数据高速缓冲存储器。
[0014]一种实施方式中，该迁移指令为一条串行化指令。
[0015]下文特举实施例，并配合附图，详细说明本
技术实现思路
。
附图说明
[0016]图1根据本案一种实施方式图解多核心的一处理器100，包括四核心core_1、core_
2、core_3以及core_4；
[0017]图2为方块图，根据本案一种实施方式说明一软硬件接口202；
[0018]图3A图解在迁移来源保留数据时，高速缓存表的更新方式；
[0019]图3B图解不在迁移来源保留数据时，高速缓存表的更新方式；
[0020]图4为方块图，根据本专利技术一种实施方式图解一处理器上的一核心core_1；
[0021]图5为流程图，根据本案一种实施方式图解迁移指令_CLMOVE译出的微指令如何通过内存顺序缓存区(MOB)420驱动层级式高速缓存系统Cache_sys；以及
[0022]图6为流程图，根据本案一种实施方式，图解核心core_1对迁移指令L1D_DEMOTE译出的微指令如何通过内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种指定目标进行核内至核外高速缓存内容迁移的处理器，包括：第一核心，包括解码器、内存顺序缓存区、以及核内高速缓冲存储器；最末级高速缓冲存储器；以及核外高速缓存表，其中该最末级高速缓冲存储器耦接该第一核心，供该第一核心与该处理器其他核心共用；该核外高速缓存表条列各存储器地址在该最末级高速缓冲存储器、该第一核心、以及该处理器其它核心的状态；响应该指定目标进行核内至核外迁移的指令集架构的迁移指令，该解码器转换出多条微指令；根据该多条微指令，指定请求通过该内存顺序缓存区传递给该最末级高速缓冲存储器，令该最末级高速缓冲存储器查询该核外高速缓存表，根据该指定目标在该第一核心的状况，向该第一核心发出探听请求，探听该指定目标，且探听到的该指定目标降级迁移到该最末级高速缓冲存储器。2.根据权利要求1的处理器，其中：该核外高速缓存表条列的状态的选项包括修正状态、独占状态、共享状态、以及无效状态；以及该指定目标降级迁移前，在该第一核心为该修正状态、或该独占状态，当该指定目标降级迁移到该最末级高速缓冲存储器，该核外高速缓存表修正为，标示该指定目标在该最末级高速缓冲存储器为与在该第一核心对应的该修正状态、或该独占状态。3.根据权利要求2的处理器，其中：该第一核心的该核内高速缓冲存储器包括多个高速缓存硬件；该第一核心包括核内高速缓存表，条列各存储器地址在该第一核心的不同高速缓存硬件的状态；以及该核内高速缓存表条列的状态的选项包括该修正状态、该独占状态、该共享状态、以及该无效状态。4.根据权利要求3的处理器，其中：该指定目标降级迁移前，在该第一核心为该修正状态、或该独占状态，当该指定目标降级迁移到该最末级高速缓冲存储器，该核外高速缓存表修正为，标示该指定目标在该第一核心为该共享状态，使该第一核心保留该指定目标。5.根据权利要求4的处理器，其中：该指定目标降级迁移前，该指定目标以该修正状态、或该独占状态存在该第一核心的该多条高速缓存硬件中的来源高速缓存硬件，当该指定目标自该来源高速缓存硬件降级迁移到该最末级高速缓冲存储器，该核内高速缓存表修正为，标示该指定目标在该来源高速缓存硬件为该共享状态，使该来源高速缓存硬件保留该指定目标。6.根据权利要求5的处理器，其中：该指定目标为高速缓存行，且该迁移指令的操作数为指示该高速缓存行的存储器地址。7.根据权利要求6的处理器，其中：
通过该内存顺序缓存区，该存储器地址转换为对应该高速缓存行的高速缓存行信息，搭配该指定请求传递给该最末级高速缓冲存储器，令该最末级高速缓冲存储器查询该核外高速缓存表，判断该高速缓存行是否高速缓存于该第一核心；当该高速缓存行高速缓存于该第一核心，该最末级高速缓冲存储器令该高速缓存行信息搭配探听请求发送给该第一核心；响应该探听请求，该第一核心根据该高速缓存行信息查询该核内高速缓存表，判断存在该高速缓存行的该来源高速缓存硬件，令该高速缓存行信息搭配降级请求，传递给该来源高速缓存硬件；以及响应该降级请求，该来源高速缓存硬件根据该高速缓存行信息，提供该高速缓存行以降级迁移到该最末级高速缓冲存储器，且该核内高速缓存表、以及该核外高速缓存表相应修正。8.根据权利要求3的处理器，其中：该指定目标降级迁移前，在该第一核心为该修正状态、或该独占状态，当该指定目标降级迁移到该最末级高速缓冲存储器，该核外高速缓存表修正为，标示该指定目标在该第一核心为该无效状态，使该第一核心不保留该指定目标。9.根据权利要求8的处理器，其中：该指定目标降级迁移前，该指定目标以该修正状态、或该独占状态存在该第一核心的该多条高速缓存硬件中的来源高速缓存硬件，当该指定目标自该来源高速缓存硬件降级迁移到该最末级高速缓冲存储器，该核内高速缓存表修正为，标示该指定目标在该来源高速缓存硬件为该无效状态，使该来源高速缓存硬件不保留该指定目标。10.根据权利要求9的的处理器，其中：该指定目标为完整的该来源高速缓存硬件；通过该内存顺序缓存区，该指定请求传递给该最末级高速缓冲存储器，令该最末级高速缓冲存储器查询该核外高速缓存表，遍历该核外高速缓存表中和该第一核心有关的内容，得出该第一核心所涉及的所有目标高速缓存行；令各目标高速缓存行的高速缓存行信息搭配探听请求，发送给该第一核心查询该核内高速缓存表，判断探听的各目标高速缓存行是否存在该来源高速缓存硬件；当探听的各目标高速缓存行存在于该来源高速缓存硬件，令相应的高速缓存行信息搭配降级请求，传送至该来源高速缓存硬件；以及响应各降级请求，该来源高速缓存硬件根据接收的高速缓存行信息，提供高速缓存行以降级迁移到该最末级高速缓冲存储器，且该核内高速缓存表、以及该核外高速缓存表相应修正。11.根据权利要求10的处理器，其中：该来源高速缓存硬件为该第一核心的第一级数据高速缓冲存储器。12.根据权利要求10的处理器，其中：该迁移指令为一条串行化指令。13.根据权利要求1的处理器，其中：该第一核心还包括一微码存储器，其中响应指定目标进行核内至核外迁移的该指令集架构的该迁移指令，该解码器基于该微码存储器存储的微码，转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：王惟林，管应炳，秦岳，
申请(专利权)人：上海兆芯集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：