[发明专利]一种面向大容量片上缓存的协同预取器及其控制方法

权利要求书

1.一种面向大容量片上缓存的协同预取器的控制方法，采用的缓存结构至少具有一搭配针对一般容量传统预取器的高级缓存以及至少一搭配针对大容量缓存预取器的低级缓存，其特征在于：方法包括以下步骤：

步骤1，高级缓存对应的传统预取器获取普通访存请求，高级缓存根据普通访存请求查询高级缓存搭配的预取器中记录的历史访存请求信息，根据历史访存信息和预取器结构生成相应的预取请求，并将预取请求和普通访存请求合并传递或分开传递至低级缓存中；

步骤2，低级缓存控制器接收高级缓存发送的预取请求，根据其中标志位信息和当前缓存级别进一步操作：如果当前缓存级别不需要根据该预取请求进行数据预取，则把该预取请求往下一级缓存传递；如果当前缓存需要根据该请求进行数据预取，则按照标志位信息对该预取请求进行扩展并预取。

2.根据权利要求1所述的一种面向大容量片上缓存的协同预取器的控制方法，其特征在于：缓存结构采用L1/L2/L3/L4四级缓存，L2缓存搭配针对一般容量的传统预取器，L4搭配针对大容量缓存的预取器，方法的具体步骤如下：

步骤1，L2级对应的传统预取器从L1级缓存获取普通访存请求，L2级根据该普通访存请求查询L2中记录的历史访存请求信息，根据是否携带历史信息操作相应的标志位后生成对应的预取请求，并将预取请求和普通访存请求一同传递至L3级缓存中；

步骤2，L3级缓存控制器接收L2级对应的预取器发送的预取请求，并根据标志位信息判断是否为预取历史信息；当需预取历史信息时，则执行步骤5；否则，执行步骤3；

步骤3，判断L3是否命中；是则，返回数据并结束；否则，执行步骤4；

步骤4，判断是否针对当前请求已发送预取请求；是则，结束；否则，执行步骤5；

步骤5，将预取请求送达L4级的缓存中，并进行预取地址的扩展；

步骤6，L4级的缓存控制器按照历史信息扩展并预取后结束。

3.根据权利要求2所述的一种面向大容量片上缓存的协同预取器的控制方法，其特征在于：适用于L2级搭配基于私有信息的Bingo预取器的步骤1的具体步骤为：

步骤1-1-1，Bingo预取器把预取请求的预取地址和历史信息分成两个共用相同事务编码的单独的事务；

步骤1-1-2，Bingo预取器新增isBitmap和FollowingCDCP两个bus位域，并根据当前事务发送的是预取地址还是历史信息分别对bus位域进行相应的位操作；

步骤1-1-3，Bingo预取器将带有新增bus位域的两个事务通过总线发送到L3级缓存控制器。

4.根据权利要求3所述的一种面向大容量片上缓存的协同预取器的控制方法，其特征在于：步骤1-1-2中第一个事务中isBitmap=0且FollowingCDCP=1，代表当前事务中包含的是预取地址而非历史信息，后续跟随了一个针对当前预取地址的历史信息事务；第二个事务中isBitmap=1且FollowingCDCP=0，代表当前事务中包含的是历史信息而非地址信息，后续没有跟随任何历史信息，第二个事务中Addr位域用于存储历史信息。

5.根据权利要求3所述的一种面向大容量片上缓存的协同预取器的控制方法，其特征在于：步骤2中L3级缓存控制器具体判断方法为：

L3级缓存控制器查询当前事务中新增bus位域的信息：当FollowingCDCP=1时，代表当前事务是预取地址且后续跟随当前预取地址的历史信息，则等待下一个事务到来；当isBitmap=1时，代表当前事务是历史信息，后续没有跟随历史信息；则进行bypass直接将预期请求发送到L4级大容量缓存进行预取。