專(zhuān)利名稱(chēng)：信息處理設(shè)備和信息處理設(shè)備的數(shù)據(jù)控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種包括多個(gè)處理單元的信息處理設(shè)備和該信息處理設(shè)備的數(shù)據(jù)控制方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，信息處理設(shè)備如服務(wù)器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在不同領(lǐng)域。每天處理數(shù)以百萬(wàn)次訪問(wèn)的Web服務(wù)器和用于金融機(jī)構(gòu)或通信公司的事務(wù)處理服務(wù)器是典型的服務(wù)器。
因?yàn)檫@類(lèi)信息處理設(shè)備要求有很高的處理能力，所以他們中的大多數(shù)具有在一個(gè)信息處理設(shè)備中包括多個(gè)處理單元(CPU(中央處理單元)，MPU(微處理單元)等等)的多處理器配置。在具有多處理器配置的信息處理設(shè)備中，必須進(jìn)行控制以保持在主存儲(chǔ)器和每個(gè)處理單元提供的高速緩存中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)一致(內(nèi)存一致性，高速緩存相干性)，以便每個(gè)處理單元能獨(dú)立地訪問(wèn)主存儲(chǔ)器。
在具有多處理器配置的信息處理設(shè)備中，一致性最通常用的是由進(jìn)行主存儲(chǔ)器和每個(gè)處理單元的中間處理的系統(tǒng)控制器控制的。另外，舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)系統(tǒng)控制器存儲(chǔ)將被寫(xiě)入主存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)(寫(xiě)數(shù)據(jù))時(shí)，同時(shí)產(chǎn)生與同一請(qǐng)求相關(guān)的讀請(qǐng)求的情況下，作為保持一致性的控制，系統(tǒng)控制器等待，直到完成將寫(xiě)數(shù)據(jù)寫(xiě)入主存儲(chǔ)器，然后開(kāi)始處理讀請(qǐng)求。
因此，增加了處理讀請(qǐng)求所需的執(zhí)行時(shí)間，并且降低了信息處理設(shè)備的處理能力。因此，作為現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)提出一種通過(guò)使用存儲(chǔ)緩沖器提高信息處理設(shè)備中讀請(qǐng)求的處理能力的技術(shù)，緊接在寫(xiě)入主存儲(chǔ)器或高速緩沖存儲(chǔ)器之前，該存儲(chǔ)緩沖器臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)(日本特許公開(kāi)No.H6-301600和H3-288245)。
然而，在存儲(chǔ)緩沖器中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)要根據(jù)與來(lái)自每個(gè)處理單元的讀請(qǐng)求和寫(xiě)請(qǐng)求相關(guān)的仲裁進(jìn)行存儲(chǔ)，所述請(qǐng)求存儲(chǔ)在前一階段提供的讀提示表(read cue)或?qū)懱崾颈碇小Ｒ虼?，?wèn)題就是為了使用存儲(chǔ)緩沖器(以及其中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù))，就必須等待仲裁。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)需等待與存儲(chǔ)緩沖器相關(guān)的仲裁就能處理讀請(qǐng)求的多處理器配置的信息處理設(shè)備。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第一方面提供一種信息處理設(shè)備，該信息處理設(shè)備包括多個(gè)處理單元；對(duì)應(yīng)于多個(gè)處理單元的多個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器，用于臨時(shí)存儲(chǔ)由多個(gè)處理單元從主存儲(chǔ)器讀出的數(shù)據(jù)；以及系統(tǒng)控制器，用于控制多個(gè)處理單元到主存儲(chǔ)器的訪問(wèn)，其中，該系統(tǒng)控制器包括標(biāo)志副本單元，用于保存高速緩沖存儲(chǔ)器中包含的標(biāo)志信息和數(shù)據(jù)的標(biāo)志信息；對(duì)應(yīng)于多個(gè)處理單元的多個(gè)寫(xiě)提示表，用于存儲(chǔ)由多個(gè)處理單元分別輸出的寫(xiě)請(qǐng)求；以及存儲(chǔ)緩沖器，用于存儲(chǔ)與將被存儲(chǔ)在多個(gè)寫(xiě)提示表中的多個(gè)寫(xiě)請(qǐng)求相關(guān)的仲裁結(jié)果，當(dāng)輸入了來(lái)自多個(gè)處理單元中的一個(gè)處理單元的讀請(qǐng)求時(shí)，在高速緩沖存儲(chǔ)器中包含的標(biāo)志信息與標(biāo)志副本單元中包含的標(biāo)志信息是異步的情況下，系統(tǒng)控制器搜索多個(gè)寫(xiě)提示表，查找是否與對(duì)應(yīng)于讀請(qǐng)求的地址相關(guān)的寫(xiě)請(qǐng)求已被不同于一個(gè)處理單元的另一處理單元輸入，如果這種請(qǐng)求已在任一多個(gè)寫(xiě)提示表中輸入，那么系統(tǒng)控制器確認(rèn)與對(duì)應(yīng)于讀請(qǐng)求的地址相關(guān)的寫(xiě)請(qǐng)求中包含的數(shù)據(jù)。
通過(guò)本發(fā)明這方面的優(yōu)選實(shí)施例，系統(tǒng)控制器取消與對(duì)應(yīng)于讀請(qǐng)求的地址相關(guān)的寫(xiě)請(qǐng)求。
另外，通過(guò)本發(fā)明這方面的優(yōu)選實(shí)施例，多個(gè)處理器被分為多個(gè)組，系統(tǒng)控制器為每個(gè)組而存在，當(dāng)輸入了來(lái)自不同于該第一系統(tǒng)控制器的第二系統(tǒng)控制器的讀查詢請(qǐng)求時(shí)，在第一系統(tǒng)控制器的高速緩沖存儲(chǔ)器中包含的標(biāo)志信息與第一系統(tǒng)控制器的標(biāo)志副本單元中包含的標(biāo)志信息是異步的情況下，對(duì)應(yīng)于多個(gè)組中的一個(gè)組的第一系統(tǒng)控制器搜索第一系統(tǒng)控制器提供的多個(gè)寫(xiě)提示表，查找是否已輸入了與對(duì)應(yīng)于讀查詢請(qǐng)求的地址相關(guān)的寫(xiě)請(qǐng)求，如果該請(qǐng)求已在任一多個(gè)寫(xiě)提示表中輸入，那么該第一系統(tǒng)控制器確認(rèn)對(duì)應(yīng)的寫(xiě)請(qǐng)求中包含的數(shù)據(jù)。
另外，通過(guò)本發(fā)明此方面的優(yōu)選實(shí)施例，第一系統(tǒng)控制器取消與對(duì)應(yīng)于讀請(qǐng)求的地址相關(guān)的寫(xiě)請(qǐng)求。
通過(guò)本發(fā)明此方面的優(yōu)選實(shí)施例，第二系統(tǒng)控制器將寫(xiě)請(qǐng)求添加到第二系統(tǒng)控制器的寫(xiě)提示表上，該寫(xiě)請(qǐng)求用于將響應(yīng)讀查詢請(qǐng)求而確認(rèn)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入對(duì)應(yīng)于讀查詢請(qǐng)求的地址中。
通過(guò)本發(fā)明此方面的優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)隨后有一個(gè)對(duì)與多個(gè)寫(xiě)提示表中包含的任一寫(xiě)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的地址的單獨(dú)寫(xiě)請(qǐng)求時(shí)，系統(tǒng)控制器取消該請(qǐng)求之前的寫(xiě)請(qǐng)求。
另外，本發(fā)明的第二方面提供一種實(shí)現(xiàn)上述目的信息處理設(shè)備的數(shù)據(jù)控制方法，該信息處理設(shè)備包括多個(gè)處理單元；對(duì)應(yīng)于多個(gè)處理單元的多個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器，用于臨時(shí)存儲(chǔ)由多個(gè)處理單元從主存儲(chǔ)器讀出的數(shù)據(jù)、以及指示將被存儲(chǔ)的所述數(shù)據(jù)的狀態(tài)的標(biāo)志信息；以及系統(tǒng)控制器，用于控制多個(gè)處理單元到主存儲(chǔ)器的訪問(wèn)，該系統(tǒng)控制器包括標(biāo)志副本單元，用于保存高速緩沖存儲(chǔ)器中包含的標(biāo)志信息和數(shù)據(jù)的標(biāo)志信息；對(duì)應(yīng)于多個(gè)處理單元的多個(gè)寫(xiě)提示表，用于存儲(chǔ)由多個(gè)處理單元分別輸出的寫(xiě)請(qǐng)求；以及存儲(chǔ)緩沖器，用于存儲(chǔ)與將被存儲(chǔ)在多個(gè)寫(xiě)提示表中的多個(gè)寫(xiě)請(qǐng)求相關(guān)的仲裁結(jié)果，其中，當(dāng)輸入了來(lái)自多個(gè)處理單元的一個(gè)處理單元的讀請(qǐng)求時(shí)，信息處理設(shè)備檢驗(yàn)高速緩沖存儲(chǔ)器中包含的標(biāo)志信息與標(biāo)志副本單元中包含的標(biāo)志信息是否是異步的；當(dāng)它們是異步的，信息處理設(shè)備搜索多個(gè)寫(xiě)提示表，查找是否與對(duì)應(yīng)于所述讀請(qǐng)求的地址相關(guān)的寫(xiě)請(qǐng)求已被不同于一個(gè)處理單元的另一處理單元輸入；以及如果與對(duì)應(yīng)于讀請(qǐng)求的地址相關(guān)的寫(xiě)請(qǐng)求已在任一多個(gè)寫(xiě)提示表中輸入，那么信息處理設(shè)備確認(rèn)與對(duì)應(yīng)于讀請(qǐng)求的地址相關(guān)的寫(xiě)請(qǐng)求中包含的數(shù)據(jù)。
通過(guò)本發(fā)明的實(shí)施例，能夠提供一種多處理器配置的信息處理設(shè)備，其不需等候仲裁，而能夠顯著提高讀請(qǐng)求的處理能力。


圖1為具有多處理器配置的服務(wù)器的示意圖。
圖2為依照本發(fā)明實(shí)施例的信息處理設(shè)備的組成方框圖。
圖3為存儲(chǔ)在高速緩沖存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)示意圖。
圖4為解釋依照本發(fā)明實(shí)施例的信息處理設(shè)備中的操作(No.1)的示意圖。
圖5為解釋依照本發(fā)明實(shí)施例的信息處理設(shè)備中的操作(No.2)的示意圖。
圖6為解釋依照本發(fā)明實(shí)施例的信息處理設(shè)備中的操作(No.3)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例參照附圖描述如下。然而，本發(fā)明的技術(shù)范圍不限于下面描述的實(shí)施例，它涵蓋權(quán)利要求書(shū)及其等效范圍中描述的發(fā)明。
圖1顯示具有多處理器配置的服務(wù)器10。能夠像托盤(pán)形狀容納在機(jī)箱中并且能從機(jī)箱中抽出的多個(gè)板置于圖1所示的服務(wù)器10中。例如，有CPU存儲(chǔ)器板11，放置硬盤(pán)的磁盤(pán)板12，和放置諸如網(wǎng)絡(luò)接口的IO板13，SCSI(小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口)，以及FC(光纖通道)。置于服務(wù)器10中的多個(gè)板通過(guò)在機(jī)箱里提供的稱(chēng)之為縱橫交換器的總線彼此連接。
本實(shí)施例的CPU存儲(chǔ)器板11包括多個(gè)CPU1，主存儲(chǔ)器3，控制從多個(gè)CPU1到主存儲(chǔ)器3的訪問(wèn)的系統(tǒng)控制器2，控制板間數(shù)據(jù)傳送的縱橫交換器(crossbar switch)4，以及連接到縱橫交換器的連接器60。
圖2是本實(shí)施例的信息處理設(shè)備的結(jié)構(gòu)方框圖。CPU 1a-1n是多個(gè)處理單元，每個(gè)處理單元包括臨時(shí)存儲(chǔ)從主存儲(chǔ)器3讀取的數(shù)據(jù)的高速緩沖存儲(chǔ)器5a-5n。
圖3顯示存儲(chǔ)在高速緩沖存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)。在主存儲(chǔ)器3中與分隔尺寸相等的預(yù)定長(zhǎng)度(比如，圖3為64個(gè)字節(jié))的多個(gè)數(shù)據(jù)在高速緩沖存儲(chǔ)器中作為一個(gè)行存儲(chǔ)。映射到主存儲(chǔ)器3中的地址的地址標(biāo)志31和指示高速緩存狀態(tài)的狀態(tài)標(biāo)志32與每行相關(guān)聯(lián)。
例如，直接映射、完全關(guān)聯(lián)映射和設(shè)定關(guān)聯(lián)映射是公知的映射方法。不論映射方法，都能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的信息處理設(shè)備。
使用通過(guò)指示器分類(lèi)的MESI(修改/獨(dú)占/共享/無(wú)效)系統(tǒng)以指示高速緩存的狀態(tài)，諸如分成指示數(shù)據(jù)是否是可使用的“有效的/無(wú)效的”，指示在另一高速緩沖存儲(chǔ)器中是否包含副本的“公用的/獨(dú)占的”，以及指示數(shù)據(jù)是否已被修改的“原始的/修改的”。在MESI系統(tǒng)中，“M”意味修改，就是“有效的”+“獨(dú)占的”+“修改的”；“E”意味獨(dú)占，是“有效的”+“獨(dú)占的”+“原始的”；“S”意味共享，這是“有效的”+“公用的”+“原始的”；以及“I”意味無(wú)效，是“無(wú)效的”。
回到圖2，每個(gè)CPU經(jīng)CPU總線51與系統(tǒng)控制器2連接。系統(tǒng)控制器2包括存儲(chǔ)地址標(biāo)志31和狀態(tài)標(biāo)志32的副本的標(biāo)志副本6a-6n(參照下面的標(biāo)志信息34)。另外，系統(tǒng)控制器2還包括存儲(chǔ)緩沖器42，根據(jù)與高速緩沖存儲(chǔ)器中所含的信息的讀提示表7a-7n和寫(xiě)提示表8a-8n中存儲(chǔ)的讀請(qǐng)求和寫(xiě)請(qǐng)求相關(guān)的仲裁，該存儲(chǔ)緩沖器42對(duì)應(yīng)于多個(gè)處理單元而存儲(chǔ)用于存儲(chǔ)由每個(gè)處理單元輸入的讀請(qǐng)求的讀提示表7a-7n、用于存儲(chǔ)由每個(gè)處理單元輸入的寫(xiě)請(qǐng)求的寫(xiě)提示表8a-8n，以及，例如，緊接在寫(xiě)入主存儲(chǔ)器3之前的數(shù)據(jù)。
系統(tǒng)控制器2中包括的內(nèi)存訪問(wèn)控制器41依據(jù)仲裁的結(jié)果，將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)緩沖器42中的數(shù)據(jù)寫(xiě)入主存儲(chǔ)器3，并且將從主存儲(chǔ)器3讀出的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)緩沖器42中。因此系統(tǒng)控制器2控制多個(gè)CPU 1到主存儲(chǔ)器3的訪問(wèn)。另外，系統(tǒng)控制器2經(jīng)由存儲(chǔ)器總線52連接到主存儲(chǔ)器3，并且于此交換地址、命令和數(shù)據(jù)。
當(dāng)系統(tǒng)控制器2保存將被寫(xiě)入主存儲(chǔ)器3中的數(shù)據(jù)時(shí)，同時(shí)產(chǎn)生了對(duì)相同地址的讀請(qǐng)求，在此情形下，通過(guò)查詢未在存儲(chǔ)緩沖器中、但在前面步驟中提供的寫(xiě)提示表8a-8n，本實(shí)施例的信息處理設(shè)備防止了處理性能的降低。通過(guò)直接查詢寫(xiě)提示表8a-8n，而不需等待仲裁，本實(shí)施例的信息處理設(shè)備能夠改善高速處理。在下面將描述該操作示例。
圖4示出本實(shí)施例的信息處理設(shè)備的操作(第一示例)。假設(shè)由于CPU1b進(jìn)行對(duì)高速緩沖存儲(chǔ)器5b的第二行中包含的數(shù)據(jù)的寫(xiě)請(qǐng)求，所以高速緩沖存儲(chǔ)器5b的第二行的狀態(tài)從“M”變成“I”。
然而，在與CPU 1b對(duì)應(yīng)的標(biāo)志副本6b中，指示了未反映此變化的狀態(tài)(高速緩存5b和標(biāo)志副本6b的異步狀態(tài))。參考圖2所示的標(biāo)志副本6b包括由地址標(biāo)志31和狀態(tài)標(biāo)志32組成的標(biāo)志信息34，但是在圖4中，為了解釋方便，將數(shù)據(jù)33和狀態(tài)標(biāo)志32繪制為標(biāo)志副本6b的內(nèi)容。
這里，從CPU 1a將讀請(qǐng)求輸入到系統(tǒng)控制器2中，該讀請(qǐng)求與對(duì)應(yīng)于高速緩沖存儲(chǔ)器5b的第二行的地址相關(guān)(M1)。接收到讀請(qǐng)求后，內(nèi)存訪問(wèn)控制器41查詢標(biāo)志副本6a，6b(M2)。因此，由于對(duì)應(yīng)于CPU 1b的標(biāo)志副本6b是異步的，所以包含在讀請(qǐng)求中的地址被設(shè)定在CPU 1b的高速緩存中，并且內(nèi)存訪問(wèn)控制器中41向CPU 1b輸出數(shù)據(jù)請(qǐng)求(M3)。
然而，由于高速緩沖存儲(chǔ)器5b中的第二行的狀態(tài)已是“I”，并且沒(méi)有可使用的數(shù)據(jù)，所以CPU 1b就向系統(tǒng)控制器2輸入數(shù)據(jù)不存在通知(M4)。然后，作為本實(shí)施例的信息處理設(shè)備的特定操作，內(nèi)存訪問(wèn)控制器41查詢對(duì)應(yīng)于CPU 1b的寫(xiě)提示表8b(M5)。
此外，搜索與對(duì)應(yīng)于高速緩沖存儲(chǔ)器5b第二行的地址相關(guān)聯(lián)的寫(xiě)請(qǐng)求，并將包含在搜索到的寫(xiě)請(qǐng)求中的寫(xiě)數(shù)據(jù)輸出到CPU 1a中(M6)。因此，即使在系統(tǒng)控制器2保存了將被寫(xiě)入主存儲(chǔ)器3的寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，同時(shí)產(chǎn)生了與相同地址相關(guān)的讀請(qǐng)求，也不必等待與存儲(chǔ)緩沖器相關(guān)的仲裁，而從寫(xiě)提示表傳送數(shù)據(jù)，防止了信息處理設(shè)備的處理性能降低。
圖5示出本實(shí)施例信息處理設(shè)備的操作(第二示例)。圖5示出當(dāng)二個(gè)CPU存儲(chǔ)器板經(jīng)由縱橫交換器70連接時(shí)，在CPU存儲(chǔ)器板上出現(xiàn)圖4所示的操作的情況。
與圖4類(lèi)似，假設(shè)由于CPU 1b進(jìn)行對(duì)高速緩沖存儲(chǔ)器5b的第二行中包含的數(shù)據(jù)的寫(xiě)請(qǐng)求，所以高速緩沖存儲(chǔ)器5b的第二行的狀態(tài)從“M”變成“I”。然而，在與CPU 1b對(duì)應(yīng)的標(biāo)志副本6b標(biāo)識(shí)中，指示了未反映此變化的狀態(tài)(高速緩存5b和標(biāo)志副本6b的異步狀態(tài))。參考圖2所示的標(biāo)志副本6b包括由地址標(biāo)志31和狀態(tài)標(biāo)志32組成的標(biāo)志信息34，但是在圖5中，為了解釋方便，將數(shù)據(jù)33和狀態(tài)標(biāo)志32繪制為標(biāo)志副本6b的內(nèi)容。
這里，從CPU 1c將讀請(qǐng)求輸入到系統(tǒng)控制器22中，該讀請(qǐng)求與高速緩沖存儲(chǔ)器5b的第二行對(duì)應(yīng)的地址相關(guān)(F1)。接收讀請(qǐng)求后，內(nèi)存訪問(wèn)控制器412查詢標(biāo)志副本6c，6d(F2)。標(biāo)志副本6c，6d未存儲(chǔ)命中該讀請(qǐng)求中包含的地址，并且向訪問(wèn)控制器412輸入數(shù)據(jù)不存在通知(F3)。
因此，內(nèi)存訪問(wèn)控制器412向縱橫交換器70發(fā)送讀查詢請(qǐng)求，以查詢另一CPU存儲(chǔ)器板中的標(biāo)志副本(F4)。如果經(jīng)由縱橫交換器70收到讀查詢請(qǐng)求，系統(tǒng)控制器21的內(nèi)存訪問(wèn)控制器411便查詢標(biāo)志副本6a，6b(F5)。
因此，由于對(duì)應(yīng)于CPU 1b的標(biāo)志副本6b是異步的，因此從CPU 1c輸入的讀請(qǐng)求中包含的地址被設(shè)定在CPU 1b的高速緩存中，并且內(nèi)存訪問(wèn)控制器411向CPU 1b輸出數(shù)據(jù)請(qǐng)求(F6)。
然而，因?yàn)楦咚倬彌_存儲(chǔ)器5b中的第二行的狀態(tài)已是“I”，并且沒(méi)有可使用的數(shù)據(jù)，所以CPU 1b就向系統(tǒng)控制器411輸入數(shù)據(jù)不存在通知(F7)。然后，作為本實(shí)施例的信息處理設(shè)備的特定操作，內(nèi)存訪問(wèn)控制器411查詢對(duì)應(yīng)于CPU 1b的寫(xiě)提示表8b(F8)。
此外，響應(yīng)該讀查詢請(qǐng)求，內(nèi)存訪問(wèn)控制器411搜索與對(duì)應(yīng)于高速緩沖存儲(chǔ)器5b第二行的地址相關(guān)聯(lián)的寫(xiě)請(qǐng)求，并且將包含在搜索到的寫(xiě)請(qǐng)求中的寫(xiě)數(shù)據(jù)傳送到縱橫交換器70(F9)。如果經(jīng)由縱橫交換器70收到對(duì)讀查詢請(qǐng)求的響應(yīng)，那么系統(tǒng)控制器22的內(nèi)存訪問(wèn)控制器412將對(duì)讀查詢請(qǐng)求的響應(yīng)中包含的寫(xiě)數(shù)據(jù)輸出到CPU 1c(F10)。最后，高速緩沖存儲(chǔ)器5b的第二行中包含的數(shù)據(jù)以狀態(tài)“E”被添加到CPU 1c的高速緩沖存儲(chǔ)器5c中。
因此，即使在系統(tǒng)控制器2保存了將被寫(xiě)入主存儲(chǔ)器3的寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，同時(shí)在CPU存儲(chǔ)器板上產(chǎn)生了與同一地址相關(guān)的讀請(qǐng)求，也不必等待與存儲(chǔ)緩沖器相關(guān)的仲裁，而是從寫(xiě)提示表傳送數(shù)據(jù)，防止了信息處理設(shè)備的處理性能降低。
在圖5所示的操作實(shí)例中，能夠增加下列處理。一個(gè)處理是，當(dāng)內(nèi)存訪問(wèn)控制器411進(jìn)行步驟F9的處理時(shí)，從寫(xiě)提示表8b中取消與對(duì)應(yīng)于高速緩沖存儲(chǔ)器5b第二行的地址相關(guān)聯(lián)的寫(xiě)請(qǐng)求(F11)。另一個(gè)處理是，當(dāng)內(nèi)存訪問(wèn)控制器412進(jìn)行步驟F10的處理時(shí)，在系統(tǒng)控制器22的任何寫(xiě)提示表中產(chǎn)生寫(xiě)請(qǐng)求，用于將對(duì)讀查詢請(qǐng)求的響應(yīng)中包含的寫(xiě)數(shù)據(jù)寫(xiě)入系統(tǒng)控制器的主存儲(chǔ)器32中(F12)。
取消寫(xiě)請(qǐng)求(F11)的效果是有助于保持一致性的控制(內(nèi)存一致性，高速緩存相干性)，避免多個(gè)系統(tǒng)控制器21、22中出現(xiàn)多個(gè)重疊的寫(xiě)數(shù)據(jù)。還在這種情況下，將最新的數(shù)據(jù)復(fù)制到CPU 1c的高速緩沖存儲(chǔ)器5c中，并且不會(huì)產(chǎn)生控制問(wèn)題。
另外，在保持一致性的同時(shí)，由于寫(xiě)請(qǐng)求的產(chǎn)生(F12)，每次經(jīng)由縱橫交換器70接收到對(duì)讀查詢請(qǐng)求的響應(yīng)時(shí)，最新的數(shù)據(jù)就存儲(chǔ)在收到它的CPU存儲(chǔ)器板的主存儲(chǔ)器中。可以預(yù)想的是，增加存儲(chǔ)最新數(shù)據(jù)的主存儲(chǔ)器的容量將減小在處理器總線上的負(fù)載，而且改善了信息處理設(shè)備的性能。
圖6示出本實(shí)施例信息處理設(shè)備的操作(第三示例)。首先，從CPU 1b將對(duì)應(yīng)于某地址的寫(xiě)請(qǐng)求輸入系統(tǒng)控制器2(T1)。接收到寫(xiě)請(qǐng)求后，內(nèi)存訪問(wèn)控制器41將該寫(xiě)請(qǐng)求存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于CPU 1b的寫(xiě)提示表8b中(T2)。
然后從CPU 1a將與同一地址相關(guān)的寫(xiě)請(qǐng)求輸入系統(tǒng)控制器2(T3)。接收到寫(xiě)請(qǐng)求后，內(nèi)存訪問(wèn)控制器41將寫(xiě)請(qǐng)求存儲(chǔ)在對(duì)應(yīng)于CPU 1a的寫(xiě)提示表8a(T4)。
另外，當(dāng)與同一地址相關(guān)的寫(xiě)請(qǐng)求存儲(chǔ)在寫(xiě)提示表8a中時(shí)，內(nèi)存訪問(wèn)控制器41取消與將被存儲(chǔ)在寫(xiě)提示表8b中的同一地址相關(guān)的前一寫(xiě)請(qǐng)求(T5)。結(jié)合圖4和圖5中所示的處理實(shí)現(xiàn)圖6中所示的處理。
因此，獲得的效果是有助于保持一致性的控制(內(nèi)存一致性，高速緩存相干性)，避免多個(gè)系統(tǒng)控制器21、22中出現(xiàn)多個(gè)重合的寫(xiě)數(shù)據(jù)。還在這種情況下，因?yàn)楹髞?lái)的(最新的)請(qǐng)求保存在寫(xiě)提示表中，所以不會(huì)產(chǎn)生有關(guān)控制的問(wèn)題。
通過(guò)上述實(shí)施例，即使在系統(tǒng)控制器2保存了將被寫(xiě)入主存儲(chǔ)器3的寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，同時(shí)產(chǎn)生了與同一地址相關(guān)的讀請(qǐng)求，也不必等待與存儲(chǔ)緩沖器相關(guān)的仲裁，而是從寫(xiě)提示表傳送數(shù)據(jù)，防止了信息處理設(shè)備的處理效率降低。另一作用是有助于保持一致性的控制(內(nèi)存一致性，高速緩存相干性)，避免多個(gè)系統(tǒng)控制器中出現(xiàn)重合的寫(xiě)數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種信息處理設(shè)備，包括多個(gè)處理單元；對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)處理單元的多個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器，用于臨時(shí)存儲(chǔ)由所述多個(gè)處理單元從主存儲(chǔ)器讀出的數(shù)據(jù)、以及指示將被存儲(chǔ)的所述數(shù)據(jù)的狀態(tài)的標(biāo)志信息；以及系統(tǒng)控制器，用于控制所述多個(gè)處理單元到所述主存儲(chǔ)器的訪問(wèn)；其中所述系統(tǒng)控制器包括標(biāo)志副本單元，用于保存將被存儲(chǔ)在所述高速緩沖存儲(chǔ)器中的標(biāo)志信息的副本；對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)處理單元的多個(gè)寫(xiě)提示表，用于存儲(chǔ)由所述多個(gè)處理單元分別輸出的寫(xiě)請(qǐng)求；以及存儲(chǔ)緩沖器，用于存儲(chǔ)與將被存儲(chǔ)在所述多個(gè)寫(xiě)提示表中的多個(gè)寫(xiě)請(qǐng)求相關(guān)的仲裁結(jié)果，以及當(dāng)輸入了來(lái)自所述多個(gè)處理單元的一個(gè)處理單元的讀請(qǐng)求時(shí)，在所述高速緩沖存儲(chǔ)器中包含的所述標(biāo)志信息與在所述標(biāo)志副本單元中包含的所述標(biāo)志信息是異步的情況下，所述系統(tǒng)控制器搜索所述多個(gè)寫(xiě)提示表，查找是否與對(duì)應(yīng)于所述讀請(qǐng)求的地址相關(guān)的寫(xiě)請(qǐng)求已被不同于所述一個(gè)處理單元的另一處理單元輸入，如果該請(qǐng)求已在任一所述多個(gè)寫(xiě)提示表中輸入，則所述系統(tǒng)控制器確認(rèn)與對(duì)應(yīng)于所述讀請(qǐng)求的地址相關(guān)的寫(xiě)請(qǐng)求中包含的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息處理設(shè)備，其中所述系統(tǒng)控制器取消與對(duì)應(yīng)于所述讀請(qǐng)求的地址相關(guān)的所述寫(xiě)請(qǐng)求。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息處理設(shè)備，其中所述多個(gè)處理器被分為多個(gè)組；所述系統(tǒng)控制器為每個(gè)所述組而存在；當(dāng)輸入了來(lái)自不同于該第一系統(tǒng)控制器的第二系統(tǒng)控制器的讀查詢請(qǐng)求時(shí)，在所述第一系統(tǒng)控制器的高速緩沖存儲(chǔ)器中包含的所述標(biāo)志信息與所述第一系統(tǒng)控制器的標(biāo)志副本單元中包含的所述標(biāo)志信息是異步的情況下，對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)組中的一個(gè)組的第一系統(tǒng)控制器搜索所述第一系統(tǒng)控制器提供的所述多個(gè)寫(xiě)提示表，查找是否已輸入了與對(duì)應(yīng)于所述讀查詢請(qǐng)求的地址相關(guān)的寫(xiě)請(qǐng)求，如果該請(qǐng)求已在任一所述多個(gè)寫(xiě)提示表中輸入，則該第一系統(tǒng)控制器確認(rèn)所述對(duì)應(yīng)的寫(xiě)請(qǐng)求中包含的數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的信息處理設(shè)備，其中所述第一系統(tǒng)控制器取消與對(duì)應(yīng)于所述讀請(qǐng)求的地址相關(guān)的所述寫(xiě)請(qǐng)求。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的信息處理設(shè)備，其中所述第二系統(tǒng)控制器將寫(xiě)請(qǐng)求添加到所述第二系統(tǒng)控制器的寫(xiě)提示表上，該寫(xiě)請(qǐng)求用于將響應(yīng)所述讀查詢請(qǐng)求而確認(rèn)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入對(duì)應(yīng)于所述讀查詢請(qǐng)求的地址中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信息處理設(shè)備，其中當(dāng)隨后有一個(gè)對(duì)與所述多個(gè)寫(xiě)提示表中包含的任一寫(xiě)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的地址的單獨(dú)寫(xiě)請(qǐng)求時(shí)，所述系統(tǒng)控制器取消該請(qǐng)求之前的所述寫(xiě)請(qǐng)求。
7.一種信息處理設(shè)備的數(shù)據(jù)控制方法，該信息處理設(shè)備包括多個(gè)處理單元；對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)處理單元的多個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器，用于臨時(shí)存儲(chǔ)由所述多個(gè)處理單元從主存儲(chǔ)器讀出的數(shù)據(jù)、以及指示將被存儲(chǔ)的所述數(shù)據(jù)的狀態(tài)的標(biāo)志信息；以及系統(tǒng)控制器，用于控制所述多個(gè)處理單元到所述主存儲(chǔ)器的訪問(wèn)，所述系統(tǒng)控制器包括標(biāo)志副本單元，用于保存將被存儲(chǔ)在所述高速緩沖存儲(chǔ)器中的標(biāo)志信息；對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)處理單元的多個(gè)寫(xiě)提示表，用于存儲(chǔ)由所述多個(gè)處理單元分別輸出的寫(xiě)請(qǐng)求；以及存儲(chǔ)緩沖器，用于存儲(chǔ)與將被存儲(chǔ)在所述多個(gè)寫(xiě)提示表中的多個(gè)寫(xiě)請(qǐng)求相關(guān)的仲裁結(jié)果，其中當(dāng)輸入了來(lái)自所述多個(gè)處理單元的一個(gè)處理單元的讀請(qǐng)求時(shí)，所述信息處理設(shè)備檢驗(yàn)所述高速緩沖存儲(chǔ)器中包含的所述標(biāo)志信息與所述標(biāo)志副本單元中包含的所述標(biāo)志信息是否是異步的；當(dāng)所述二項(xiàng)標(biāo)志信息是異步的，所述信息處理設(shè)備搜索所述多個(gè)寫(xiě)提示表，查找是否與對(duì)應(yīng)于所述讀請(qǐng)求的地址相關(guān)的寫(xiě)請(qǐng)求已被不同于所述一個(gè)處理單元的另一處理單元輸入；以及如果與對(duì)應(yīng)于所述讀請(qǐng)求的地址相關(guān)的寫(xiě)請(qǐng)求已在任一所述多個(gè)寫(xiě)提示表中輸入，則所述信息處理設(shè)備確認(rèn)與對(duì)應(yīng)于所述讀請(qǐng)求的地址相關(guān)的寫(xiě)請(qǐng)求中包含的數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)控制方法，其中所述信息處理設(shè)備進(jìn)一步取消與對(duì)應(yīng)于所述讀請(qǐng)求的地址相關(guān)的所述寫(xiě)請(qǐng)求。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)控制方法，其中所述多個(gè)處理器被分為多個(gè)組；所述系統(tǒng)控制器為每個(gè)所述組而存在；當(dāng)輸入了來(lái)自第二系統(tǒng)控制器的讀查詢請(qǐng)求時(shí)，所述信息處理設(shè)備進(jìn)一步檢驗(yàn)所述第一系統(tǒng)控制器的高速緩沖存儲(chǔ)器中包含的所述標(biāo)志信息與所述第一系統(tǒng)控制器的標(biāo)志副本單元中包含的所述標(biāo)志信息是否是異步的，其中該第二系統(tǒng)控制器不同于與所述多個(gè)組中的一個(gè)組對(duì)應(yīng)的第一系統(tǒng)控制器；當(dāng)所述二項(xiàng)標(biāo)志信息是異步的時(shí)，所述信息處理設(shè)備搜索所述第一系統(tǒng)控制器中的所述多個(gè)寫(xiě)提示表，查找是否已輸入了與對(duì)應(yīng)于所述讀查詢請(qǐng)求的地址相關(guān)的寫(xiě)請(qǐng)求；以及如果與對(duì)應(yīng)于所述讀請(qǐng)求的地址相關(guān)的寫(xiě)請(qǐng)求已在任一所述多個(gè)寫(xiě)提示表中輸入，則所述信息處理設(shè)備確認(rèn)所述對(duì)應(yīng)寫(xiě)請(qǐng)求中包含的數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的數(shù)據(jù)控制方法，其中所述信息處理設(shè)備從所述第一系統(tǒng)控制器的所述寫(xiě)提示表中進(jìn)一步取消與對(duì)應(yīng)于所述讀查詢請(qǐng)求的地址相關(guān)的寫(xiě)請(qǐng)求。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的數(shù)據(jù)控制方法，其中所述信息處理設(shè)備進(jìn)一步將寫(xiě)請(qǐng)求添加到所述讀查詢請(qǐng)求的寫(xiě)提示表上，該寫(xiě)請(qǐng)求用于將響應(yīng)所述讀查詢請(qǐng)求而確認(rèn)的數(shù)據(jù)寫(xiě)入對(duì)應(yīng)于所述讀查詢請(qǐng)求的地址中。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的數(shù)據(jù)控制方法，其中當(dāng)隨后有一個(gè)對(duì)與所述多個(gè)寫(xiě)提示表中包含的任一寫(xiě)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的地址的單獨(dú)寫(xiě)請(qǐng)求時(shí)，所述信息處理設(shè)備進(jìn)一步取消該請(qǐng)求之前的所述寫(xiě)請(qǐng)求。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多處理器配置的信息處理設(shè)備，能夠顯著提高讀請(qǐng)求的處理能力。該信息處理設(shè)備包括多個(gè)處理單元；多個(gè)高速緩沖存儲(chǔ)器，用于臨時(shí)存儲(chǔ)由多個(gè)處理單元從各個(gè)主存儲(chǔ)器中讀出的數(shù)據(jù)、以及指示將被存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的狀態(tài)的標(biāo)志信息；以及系統(tǒng)控制器，用于控制多個(gè)處理單元到主存儲(chǔ)器的訪問(wèn)。該系統(tǒng)控制器包括標(biāo)志副本單元，用于保存將被存儲(chǔ)在高速緩沖存儲(chǔ)器中的標(biāo)志信息的副本；多個(gè)寫(xiě)提示表，用于存儲(chǔ)寫(xiě)請(qǐng)求；以及存儲(chǔ)緩沖器，用于存儲(chǔ)與將被存儲(chǔ)在多個(gè)寫(xiě)提示表中的多個(gè)寫(xiě)請(qǐng)求相關(guān)的仲裁結(jié)果。
文檔編號(hào)G06F12/08GK1834942SQ200510086040
公開(kāi)日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2005年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月17日
發(fā)明者石冢孝治, 伊藤大介, 山本崇史 申請(qǐng)人:富士通株式會(huì)社