[发明专利]具有统一标签和片化数据的高速缓冲存储器

说明书

高速缓冲存储器被处理器的N个核共享。高速缓冲存储器包括统一标签部分和被划分成N个数据片的片化数据部分。N个数据片中的每个数据片对于N个核中的各自一个是物理上本地的并且对于其它N‑1个核是物理上远程的。N是大于一的整数。对于N个核中的每个核，高速缓冲存储器将由所述核引起的分配偏向于核的物理上本地的片。所述物理上本地的片是N个数据片中的一个并且对于所述核是物理上本地的。

技术领域

本发明涉及高速缓冲存储器、用于高速缓冲存储器的方法以及包括高速缓冲存储器的处理器，并且更具体地，涉及由N个核共享的包括统一标签和片化数据的高速缓冲存储器、用于高速缓冲存储器的方法以及包括高速缓冲存储器的处理器。

背景技术

在当前的具有高速缓冲存储器(cache memory)的多核处理器的设计中，如何保持高速缓冲一致性(cache coherency)和存储器连贯性(consistency)是必须解决的问题。一些实现方式使用共享总线，而另一些使用共享末级高速缓冲(shared last level cache，shared LLC)。一般，共享LLC用在要求高存储器性能的应用中，其中LLC可以是级2或级3高速缓冲存储器。流水线的延时和吞吐量是衡量共享LLC的性能的重要指标。在保持吞吐量高的同时减少延时是合意的。

发明内容

在一个方面中，本发明提供一种由N个核共享的高速缓冲存储器。所述高速缓冲存储器包括统一标签部分和片化(sliced)数据部分，其中片化数据部分被划分成N个数据片(slice)。N个数据片中的每个数据片对于N个核中的各自一个是物理上本地的并且对于其它N-1个核物理上远程的，其中N是大于一的整数。对于N个核中的每个核，高速缓冲存储器将由核引起的分配偏向于核的物理上本地的片，其中，物理上本地的片是N个数据片中的一个并且对于核是物理上本地的。

在另一个方面，本发明提供一种用于由N个核共享的高速缓冲存储器的方法，所述高速缓冲存储器包括统一标签部分和被划分成N个数据片的片化数据部分，其中，N个数据片中的每个数据片对于N个核中的各自一个是物理上本地的并且对于其它N-1个核是物理上远程的，其中N是大于一的整数。所述方法包括响应于来自N个核中的核的对来自高速缓冲存储器的数据的请求，首先存取统一标签部分以确定所述请求的地址是否在统一标签部分中命中，如果所述请求的地址在统一标签部分中命中，则随后存取N个数据片中的一个，并且将来自N个数据片中的被存取的一个的数据返回到核，该步骤具有存取延时，当N个数据片中的被存取的一个数据片是N个数据片中对于核是物理上本地的一个数据片时的存取延时比当N个数据片中被存取的一个数据片是N个数据片中对核是物理上远程的一个数据片时的存取延时更小。

在又一个方面中，本发明提供一种处理器。所述处理器包括N个核，其中，N是大于一的整数。处理器还包括被集合相联地(set-associatively)布置为M路的高速缓冲存储器。M是至少与N一样大的整数。N个核共享高速缓冲存储器。高速缓冲存储器包括维持N个核之间的数据一致性的统一标签部分。对于M路中的每路和N个核中的每个核，路提供数据给核时有相关延时，其中，相关延时在M路和N个核的不同组合之间变化。对于N个核中的每个核，高速缓冲存储器将关于核的分配偏向于M路中提供数据给核的相关延时最低的路。

附图说明

图1是图示多核处理器的方框图。

图2是图示图1的UTSD LLC 106的方框图。

图3是图示统一标签部分中的条目的方框图。

图4是图示图1的UTSD LLC的替换信息的方框图。

图5是更详细地图示包括其活动监视器的图1的UTSD LLC的方框图。

图6是图示图1的处理器存取UTSD LLC的操作的流程图。

图7是图示图2的UTSD LLC的分派队列的操作的流程图。