用于干预共享高速缓存线的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于目录的一致性的方法、系统和程序，用于在多处理器系统中，基于在每个存储器源处所感测的温度或者功率耗散值，来从多个候选存储器源提供所请求的高速缓存线。通过在共享所请求的高速缓存线的每个候选存储器源（例如，在核、高速缓冲存储器、存储器控制器等位置）处提供的温度或者功率耗散传感器，控制逻辑可以通过使用功率传感器信号以确定哪个存储器源将供给所述高速缓存线，以及仅向具有可接受功率耗散的存储器源发信号通知以向请求者提供该高速缓存线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及数据处理系统领域。在一方面，本专利技术涉及多 处理器系统内部的高速緩冲存储器管理。
技术介绍
多处理器计算机系统在每个处理器处具有一级或者多级高速緩沖存储器，在这样的多处理器计算机系统中，通常使用snoop协议 或者基于目录的协议来在此类系统之间维护高速緩存的一致性。在 使用snoop协议对现有多处理器系统的高速緩存线提供系统一致性 的情况下，存在大量的高速緩存线的共享，在某些情况下高达所有 请求的30%。这可以通过参考诸如POWER 5/6 (该系统使用snoop 协议来维护一致性)的多核系统来理解。在此类系统中，已经由第 二核访问(或者用于读取或者先前用于写入)的、由第一核所请求 用于读取操作的线在第二核中可以被标记为共享，并且被转发或者 干预(intervene)至第一核，并且也可以在第一核中被标记为共享。 然后，这两个核为了读取而并行地访问此共享线，不需要进一步通 信。此协议可导致多个核共享相同的线，从而当另一核尝试访问(用 于读取共享或者独占式)已经由两个或者更多核所共享的线时，必 须做出哪个核提供共享的副本的选择。常规的高速緩存分配模式基 于某种中央化控制试探器来提供线，诸如，例如确定在物理上靠近 请求核的核将提供线。在某些实现中，共享线的特定核的版本被标 记为共享副本，该共享副本将针对将来的请求而提供，由此降低了访问高速緩存线所需要的时间。尽管在历史上，存储器访问速度是关键的设计目标，但是在当 今的多处理器中，功率耗散是必须考虑的越来越重要的设计因素，尤其是当功率耗散在多个异构核系统中的每个核处有所不同、或者 异构的核不能优选地被均匀利用的情况下，功率耗散在每个核处会有所不同。另外，当高速緩存层级(hierarchy)的某些级别(例如，在第一处理单元中的L2高速緩存)被访问以将共享线干预到其他核、或者干预到另一处理单元中的L2高速緩存时，功率耗散(以及由此核的温度)会升高。应该理解，当对高速緩存的子阵列或者控制加电、当读取高速緩存以外的线、以及当跨过总线将该线转发至请求核时，出现此类功率耗散。在某些情况下， 一个或者多个核及其相关联的高速緩存层级可以耗散大量功率，并且还可以是这样的情况，当所有的核都在耗散大量功率时，它们都非常热。尽管已经尝试控制热核问题，诸如对热核断电或者将任务或线程移至冷核(即，没有消耗过多功率的核)，这些方案没有提供针对将高速緩存线一致地供给至请求核的机制，并且由于对热核断电而对于处理能力施加了不适当的限制。由此，需要一种通过有效地和快速地向请求核提供高速緩存线而在多处理器系统中控制功率耗散效应的系统和方法。另外，需要一种考虑到各个核 的功率消耗状态从而针对高速緩存线请求提供系统一致性的多核系统和方法。在结合附图以及下文的详细描述而阅读了本应用的其他部分之后，传统高速緩存提供方案的其他限制和缺点对于本领域技术人员是易见的。
技术实现思路
针对使用基于目录一致性协议的多处理器系统提供了一种功率 感知线干预系统和方法，其中基于在每个存储器源处所感测的温度 或者功率耗散来从多个存储器源提供所请求的高速緩存线。通过在 共享所请求的线的多个存储器源(例如，在核、高速緩沖存储器、 存储器控制器等位置)中的每一个处提供温度或者功率耗散传感器， 控制逻辑通过使用功率传感器信号确定哪个存储器源将供给所述高 速緩存线，从而仅向具有可接受功率耗散的存储器源发信号通知以向请求者提供所述高速緩存线。在所选择的实施方式中，诸如二极 管的核温度传感器放置并集成在各个存储器源内部，以便在不必对 高功率核断电的情况下，向控制试探器提供信号来指示特定核或者 存储器控制器将丧失向请求核提供线的资格。例如，如果两个核在 其各自的高速緩冲存储器中分别共享被请求的线，则仅当在物理上 靠近请求者的核没有到达功率的最大阈值的情况下，由该核提供线 的副本。否则，将由其他共享核或者存储器控制器緩存器来提供线。 当使用基于目录的一致性协议系统来维护高速緩存一致性时，功率 传感器信号可以用于表示请求核希望线被共享还是被独占。在基于 目录一致性协议系统的所选择实现中，针对独占访问高速緩存线的 请求被发送至中央化目录，这导致高功率的核将其线的副本无效， 从而将从低功率核或者存储器控制器来供给所请求的高速緩存线。根据各种实施方式，在多处理器数据处理系统中，可以使用在 此描述的方法和/或装置来在软件的控制下干预所请求的高速緩存 线，所述方法和/或装置可以在包括计算机可执行指令的计算机程序 代码的数据处理系统中实现。无论以何种形式实现，在多处理器数 据处理系统的操作期间生成针对第 一 高速緩存线的请求。作为响应， 识别存储有所请求的第 一 高速緩存线的副本的 一 个或者多个存储器 源(例如，核、高速緩冲存储器、存储器控制器等)。另外，采集 针对该多个存储器源中每一 个的温度或者功率耗散值，诸如通过监 控在每个存储器源处的传感器以测量与所述存储器源相关联的温度 或者功率耗散值。基于所采集的温度或者功率耗散值，从该多个存 储器源中选择第 一存储器源来干预所请求的第 一 高速緩存线，其中 至少部分地基于具有可接受温度或者功率耗散值来选择第一存储器源。例如，可以通过选择如下存储器源来选择第一存储器源所述 存储器源具有的第 一温度或者功率耗散值低于与其他存储器源相关 联的第二温度或者功率耗散值。通过将与第一存储器源相关联的第 一温度或者功率耗散值和与一个或者多个其他存储器源相关联的一 个或者多个其他温度或者功率耗散值进行比较，从而选择冷存储器源。另一方面，如果多个高速緩沖存储器中的任何一个都不具有可 接受的温度或者功率耗散值，则选择具有可接受温度或者功率耗散 值的存储器控制器来干预所请求的第一高速緩存线。为了实现基于 目录的协议，通过在中央化目录处维护针对多个存储器源的每一个的线状态信息以及温度或者功率耗散值来选择第 一 存储器源；选择 第 一 存储器源来干预所请求的第 一 高速緩存线，其中至少部分地基 于具有可接受温度或者功率耗散值来选择第一存储器源；以及从该 中央化目录发送选择消息以指示第 一存储器源来干预所请求的第一 高速緩存线。附图说明当结合下文的附图考虑下文的详细描述时，可以理解本专利技术的 所选实施方式、及其所获得的各种目的、特征和优点，其中图1示出了其中可以实现本专利技术的所选实施方式的对称多处理 器计算机架构；图2示出了在多处理器系统中的各个核之间的信号流程的简化 形式，其中所述多处理器系统在用于监控高速緩存 一 致性的基于目 录一致性协议中实现功率感知的线干预；图3是响应于来自多处理器系统中请求核的读取或者写入请求 而对请求核和发送核进行的目录响应的示例列表，其中所述多处理 器系统实现本专利技术所选的基于目录一致性协议实施方式中的功率感 知的线干预；以及图4是基于目录一致性协议步骤的逻辑流程图，该步骤用以基 于与存储器源相关联的功率或热量条件而在多处理器系统中从多个存储器源来向请求核供给高速緩存线。 具体实施例方式公开了一种基于目录的一致性协议方法、系统和程序，用于基 于在多个源(其中所述多个源的每个共享所请求的高速緩存线)中的每个源处感测的温度和/或功率信号，来从多个源向请求核以 一致 性方式供给高速緩存线，从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在多处理器数据处理系统中干预共享高速缓存线的方法，包括：　在所述多处理器数据处理系统的操作期间，从请求处理器核生成针对第一高速缓存线的请求；　响应于接收到针对所述第一高速缓存线的请求，在中央化目录处识别存储有所请求的第一 高速缓存线的副本的多个存储器源；　在所述中央化目录处，维护所述多个存储器源的每一个的线状态信息以及温度或者功率耗散值；　从所述多个存储器源中选择第一存储器源，以干预所述请求的第一高速缓存线，其中至少部分地基于具有可接受的温度或者 功率耗散值，来选择所述第一存储器源；以及　从所述中央化目录发送选择消息，以指示所述第一存储器源干预所述请求的第一高速缓存线。

【技术特征摘要】
US 2007-11-28 11/946,5511. 一种用于在多处理器数据处理系统中干预共享高速缓存线的方法，包括在所述多处理器数据处理系统的操作期间，从请求处理器核生成针对第一高速缓存线的请求；响应于接收到针对所述第一高速缓存线的请求，在中央化目录处识别存储有所请求的第一高速缓存线的副本的多个存储器源；在所述中央化目录处，维护所述多个存储器源的每一个的线状态信息以及温度或者功率耗散值；从所述多个存储器源中选择第一存储器源，以干预所述请求的第一高速缓存线，其中至少部分地基于具有可接受的温度或者功率耗散值，来选择所述第一存储器源；以及从所述中央化目录发送选择消息，以指示所述第一存储器源干预所述请求的第一高速缓存线。2. 根据权利要求1所述的方法，其中选择第一存储器源包括 选择具有第一温度或者功率耗散值的第一存储器源，所述第一温度或者功率耗散值低于与第二存储器源相关联的第二温度或者功率耗散值。3. 根据权利要求1所述的方法，其中选择第一存储器源包括 至少部分地基于第一温度或者功率耗散值与一个或者多个其他的温 度或者功率耗散值的比较，来选择冷存储器源，所述第一温度或者 功率耗散值与所述第一存储器源相关联，而所述一个或者多个其他 的温度或者功率耗散值与一个或者多个其他的存储器源相关联。4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述多个存储器源包括多 个高速緩沖存储器。5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述多个存储器源的每一 个包括传感器，所述传感器用于测量与所述存储器源相关联的温度 或者功率耗散值。6. 根据权利要求4所述的方法，其中选择第一存储器源包括 如果所述多个高速緩冲存储器中任何一个都不具有可接受的温度或 者功率耗散值，则选择具有可接受温度或者功率耗散值的存储器控 制器来干预所述请求的第 一 高速緩存线。7. 根据权利要求1所述的方法，其中在所述中...

【专利技术属性】
技术研发人员：RH小贝尔，LB小卡普斯，TE库克，MJ夏皮罗，N纳亚，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]