信息处理装置以及高速缓存控制方法制造方法及图纸

一种信息处理装置以及高速缓存控制方法。在对６４位访问地址的历史进行记录的队列的１个条目（２００）中具有：１个页地址（２０１）（从位６３到位２２）；２个页内地址（２０２、２０４）（从位２１到位８）；以及２个由４位构成的登记区域内访问历史（２０３、２０５）。登记区域内访问历史（２０３、２０５）内的１位与一级高速缓存的登记单位即６４字节的区域对应，表示是否存在对该６４字节区域的访问。页地址（２０１）和２个页内地址（２０２、２０４）与二级高速缓存的登记单位即２５６字节的２倍（５１２字节）的区域对应。并且，适当地更新页地址（２０１）和２个页内地址（２０２、２０４），使得最新的访问地址位于与页地址（２０１）以及２个页内地址（２０２、２０４）对应的５１２字节区域的中心附近。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及实现高速缓冲存储器的访问高速化的信息处理装置以及 高速缓存控制方法。
技术介绍
伴随着处理器中的处理高速化，需要縮短对存储器的访问时间。作 为其中的一个手段，使用下述预取方法，即在处理器进行访问请求之 前，预测处理器请求访问的地址，将该地址的数据预先保持在高速缓存 中。但是，对于上述预取方法而言，虽然当在程序执行中对连续的地址 进行存储器访问时能够检测出连续访问模式，但是在跨越高速缓冲存储 器的登记块边界的访问顺序发生颠倒的情况下或在访问地址是分散的情 况下，存在由于不能检测出该访问中的连续访问模式而基于针对无效访 问地址的预取进行登记等问题。另外，下述专利文献公开了预取方法。专利文献l:日本特开2002-215456号公报
技术实现思路
本专利技术的信息处理装置的目的在于，即使在跨越高速缓冲存储器的 登记块边界的访问顺序发生颠倒的情况下或在访问地址是分散的情况 下，也能够检测出该访问中的连续访问模式。本实施例的信息处理装置的特征在于，具有处理器；存储有数据 的第1存储部；第2存储部，其从该第1存储部中取得在该处理器中进 行处理的数据；条目保持部，其对以块为单位保持在该第2存储部中的 数据的访问历史进行管理；以及控制部，当该处理器的访问目的地从当 前块转移到刚刚访问的块时，该控制部更新保持在该条目保持部中的对当前块的访问历史。另外，本实施例的信息处理装置的特征在于，该条目保持部保持访 问方向信息，该访问方向信息表示该处理器访问的该块的转移方向。另外，本实施例的信息处理装置的特征在于，该条目保持部将多个 地址和访问方向信息对应起来，保持为条目信息。另外，本实施例的信息处理装置的特征在于，该控制部对该条目保 持部所保持的多个块中的 一部分的块进行更新。另外，本实施例的信息处理装置的特征在于，该控制部对与所更新 的访问历史对应的地址范围和与更新前的访问历史对应的地址范围进行 保持。另外，本实施例的信息处理装置的特征在于，该条目保持部具有多 个与该块对应的地址范围，该控制部根据该处理器访问的块的转移，对 保持在该条目保持部中的地址范围进行更新。另外，本实施例的信息处理装置的特征在于，该控制部对该地址范 围中的一部分地址范围进行更新。另外，本实施例的信息处理装置的特征在于，该控制部对所更新的 地址范围和更新前的地址范围进行保持。另外，本实施例的信息处理装置的特征在于，该条目保持部将该块 和该访问方向信息对应起来，保持为条目信息。另外，本实施例的信息处理装置的特征在于，该控制部对判断为该 处理器访问的数据的地址包含在该块内的多个条目信息进行检测，当判 断为检测出的多个条目信息的该访问方向信息互不相同时，对该访问方 向信息进行重置。另外，本实施例的信息处理装置的特征在于，该地址范围是该第2 存储部中的连续地址的集合，该条目信息具有地址连续的地址范围的组。另外，本实施例的信息处理装置的特征在于，构成该条目信息的地 址范围由以更细小的地址集合为单位的子地址范围构成，该条目信息具 有访问历史信息，该访问历史信息表示在各个子地址范围中是否存在访 问。另外，本实施例的信息处理装置的特征在于，该控制部根据来自该 处理器的访问的发生来改变跨距宽度，该跨距宽度表示预读到该第2存 储部中的数据的地址范围。另外，本实施例的信息处理装置的特征在于，在更新该条目时，该 控制部将该处理器所访问的地址设定在构成该条目信息的多个地址范围 的中心附近。另外，本实施例的信息处理装置的特征在于，当该控制部判断为该 处理器的访问地址包含在访问进行方向的子地址范围内时，该控制单元确定预读到该第2存储部中的数据。另外，本实施例的信息处理装置的特征在于，该访问方向信息是表 示该处理器访问的块的转移方向的升序位和降序位。另外，本实施例的信息处理装置的特征在于，当该控制部检测出多 个该条目信息且判断为访问进行方向的开头侧的块中包含有该处理器要 访问的数据的地址时，该控制部对该多个条目信息进行重置。本实施例的髙速缓存控制方法是信息处理装置执行的数据的高速缓存控制方法，该信息处理装置具有处理数据的处理器、存储数据的第1 存储部、以及对来自该第1存储部的数据进行高速缓存的第2存储部， 该高速缓存控制方法的特征在于，该信息处理装置执行下述步骤对以 块为单位保持在该第2存储部中的数据的访问历史进行管理的步骤；以 及当该处理器的访问目的地从当前块转移到刚刚访问的块时，更新保持 在该条目保持部中的对当前块的访问历史的步骤。根据本专利技术的预取方法，记录连续的多个地址集合并保持高速缓存 块单位的访问历史，由此，即使在发生跨越高速缓冲存储器的登记块边 界的访问顺序颠倒的情况下或在访问地址分散的情况下，也能够检测出 该访问中的连续访问模式。附图说明图1是本实施例中的信息处理装置的硬件框图。图2是本实施例中的预取地址队列的条目结构的图。图3是本实施例中的预取地址队列的条目结构的图。图4是存储器访问时的预取控制装置的动作流程图。 图5是与登记初始阶段的预取队列一致时的动作流程图。 图6是升序模式下的二级高速缓存预取关联流程图。 图7是升序模式下的一级高速缓存预取关联流程图。 图8是从初始登记到初始阶段为止的存储器访问时的动作示例。 图9是升序模式下的存储器访问时的动作示例。 图10是示出本实施例的访问模式监视单元106在预取地址队列107 中检测出多个条目时的图。标号说明101…处理器单元、102…一级高速缓存、103…二级高速缓存、104… 主存储装置、105…预取控制装置、106…访问模式监视单元、107…预取 地址队列、108…一级高速缓存预取请求发行单元、109…二级高速缓存 预取请求发行单元、110…预取地址队列更新单元、201…页地址、202… 页内地址、203…登记区域内访问历史、204…页内地址、205…登记区域 内访问历史、206…跨距宽度(stride width)、 207…有效位、208…升 序位、209…降序位、210…控制位、301…页地址、302…页内地址、303… 登记区域内访问历史、304…页内地址、305…登记区域内访问历史、306… 跨距宽度、307…有效位、308…升序位、309…降序位、310…控制位具体实施例方式图1是本实施例的信息处理装置100的框图。信息处理装置100构成为包括处理器单元101、 一级高速缓存102、 二级高速缓存103、主存储装置104、以及预取控制装置105。预取控制 装置105构成为包括访问模式监视单元106、预取地址队列107、 一级 高速缓存预取请求发行单元108、 二级高速缓存预取请求发行单元109、 以及预取地址队列更新单元110构成。本实施例中的信息处理装置100具有一级高速缓存102、 二级高速缓存103的高速缓存系统，并预读访问模式，将数据预取到该高速缓存系统中。预取是指信息处理装置100预先将数据读出到一级高速缓存102或二级高速缓存103中的功能。与在加载(Load)指令等数据的读出指令后进行读出的处理相比，信息处理装置100的预取处理可大幅度縮减信息处理装置100的处理响应速度。本实施例的信息处理装置100通过硬件实现了预取功能。由硬件实现的预取具有记录访问地址模式的硬件装置。并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种信息处理装置，其特征在于，该信息处理装置具有：　　　　处理器；　　　　存储有数据的第１存储部；　　　　第２存储部，其从该第１存储部中取得在该处理器中进行处理的数据；　　　　条目保持部，其对以块为单位保持在该第２存储部中的数据的访问历史进行管理；以及　　　　控制部，当该处理器的访问目的地从当前块转移到刚刚访问的块时，该控制部更新保持在该条目保持部中的对当前块的访问历史。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：大河原英喜，山崎巌，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]