一種基于差值預(yù)測(cè)算法的Cache替換策略的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)Cache技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種基于差值預(yù)測(cè)算法的Cache替換策略。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，為了滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，高性能的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)成為制約社會(huì)發(fā)展關(guān)鍵領(lǐng)域的瓶頸之一。金融、電信等關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)τ?jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能要求極高，因此需要高效的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以便更好適應(yīng)當(dāng)今各領(lǐng)域的應(yīng)用需求，其中提高Cache的命中率是有效的提高計(jì)算機(jī)性能的手段之一。
[0003]Cache為高速緩沖存儲(chǔ)器，是存在于主存與CPU之間的一級(jí)存儲(chǔ)器，由靜態(tài)存儲(chǔ)芯片(SRAM)組成，容量比較小但速度比主存高得多，接近于CPU的速度。是在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)中，介于中央處理器和主存儲(chǔ)器之間的高速小容量存儲(chǔ)器。高速緩沖存儲(chǔ)器和主存儲(chǔ)器之間信息的調(diào)度和傳送是由硬件自動(dòng)進(jìn)行的。Cache主要由三大部分組成:Cache存儲(chǔ)體，用于存放由主存調(diào)入的指令與數(shù)據(jù)塊；地址轉(zhuǎn)換部件，用于建立目錄表以實(shí)現(xiàn)主存地址到緩存地址的轉(zhuǎn)換；替換部件，用于在緩存已滿時(shí)按一定策略進(jìn)行數(shù)據(jù)塊替換，并修改地址轉(zhuǎn)換部件。
[0004]如何提高Cache的命中率，則需要Cache替換策略具有高替換效率才可實(shí)現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是提供一種具有高替換效率的一種基于差值預(yù)測(cè)算法的Cache替換策略。通過(guò)提高替換效率而提高Cache訪問(wèn)的命中率，最終提高整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行效率。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是按以下方式實(shí)現(xiàn)的:
一種基于差值預(yù)測(cè)算法的Cache替換策略，根據(jù)Cache地址訪問(wèn)的特點(diǎn)，采用差值預(yù)測(cè)算法作為替換策略，通過(guò)分析歷史地址信息進(jìn)行差值預(yù)測(cè)運(yùn)算，構(gòu)建Cache替換策略系統(tǒng)；Cache替換策略系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯、地址預(yù)測(cè)邏輯；訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯存儲(chǔ)訪問(wèn)cache的地址，根據(jù)控制策略轉(zhuǎn)換并存儲(chǔ)地址信息；訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯將變換的地址發(fā)送給地址預(yù)測(cè)邏輯，地址預(yù)測(cè)邏輯根據(jù)已有的控制信息，通過(guò)差值預(yù)測(cè)算法運(yùn)算得到需要替換出去的cache行所對(duì)應(yīng)的地址信息，并將對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)寫回到主存儲(chǔ)器。
[0007]訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯用于保存轉(zhuǎn)換訪問(wèn)Cache的地址，轉(zhuǎn)換為地址預(yù)測(cè)邏輯需要的地址信息；地址預(yù)測(cè)邏輯利用差值預(yù)測(cè)算法產(chǎn)生需要替換的地址信息，給Cache控制邏輯，將需要的替換的數(shù)據(jù)替換到主存儲(chǔ)器。
[0008]地址預(yù)測(cè)邏輯根據(jù)歷史信息及當(dāng)前地址信息，通過(guò)差值預(yù)測(cè)算法進(jìn)行差值預(yù)測(cè)，得到需要替換出去的cache行所對(duì)應(yīng)的地址信息；歷史信息為訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯轉(zhuǎn)換前的地址信息，當(dāng)前地址為訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯轉(zhuǎn)換后的地址信息。
[0009]本發(fā)明的一種基于差值預(yù)測(cè)算法的Cache替換策略具有以下優(yōu)點(diǎn):充分考慮Cache訪問(wèn)地址的特點(diǎn)，利用差值預(yù)測(cè)算法產(chǎn)生替換地址，提高Cache的命中率及替換效率，通過(guò)提聞替換效率而提聞Cache訪問(wèn)的命中率，最終提聞?wù)麄€(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行效率。
【附圖說(shuō)明】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0011]附圖1為一種基于差值預(yù)測(cè)算法的Cache替換策略的Cache替換策略系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
附圖2為一種基于差值預(yù)測(cè)算法的Cache替換策略的訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯結(jié)構(gòu)框圖； 附圖3為一種基于差值預(yù)測(cè)算法的Cache替換策略的地址預(yù)測(cè)邏輯結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]參照說(shuō)明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的一種基于差值預(yù)測(cè)算法的Cache替換策略作以下詳細(xì)地說(shuō)明。
[0013]實(shí)施例1:
本發(fā)明的一種基于差值預(yù)測(cè)算法的Cache替換策略，根據(jù)Cache地址訪問(wèn)的特點(diǎn)，采用差值預(yù)測(cè)算法作為替換策略，通過(guò)分析歷史地址信息進(jìn)行差值預(yù)測(cè)運(yùn)算，構(gòu)建Cache替換策略系統(tǒng)；Cache替換策略系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯、地址預(yù)測(cè)邏輯；訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯存儲(chǔ)訪問(wèn)cache的地址，根據(jù)控制策略轉(zhuǎn)換并存儲(chǔ)地址信息；訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯將變換的地址發(fā)送給地址預(yù)測(cè)邏輯，地址預(yù)測(cè)邏輯根據(jù)已有的控制信息，通過(guò)差值預(yù)測(cè)算法運(yùn)算得到需要替換出去的cache行所對(duì)應(yīng)的地址信息，并將對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)寫回到主存儲(chǔ)器。
[0014]實(shí)施例2:
本發(fā)明的一種基于差值預(yù)測(cè)算法的Cache替換策略，根據(jù)Cache地址訪問(wèn)的特點(diǎn)，采用差值預(yù)測(cè)算法作為替換策略，通過(guò)分析歷史地址信息進(jìn)行差值預(yù)測(cè)運(yùn)算，構(gòu)建Cache替換策略系統(tǒng)；Cache替換策略系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯、地址預(yù)測(cè)邏輯；訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯存儲(chǔ)訪問(wèn)cache的地址，根據(jù)控制策略轉(zhuǎn)換并存儲(chǔ)地址信息；訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯將變換的地址發(fā)送給地址預(yù)測(cè)邏輯，地址預(yù)測(cè)邏輯根據(jù)已有的控制信息，通過(guò)差值預(yù)測(cè)算法運(yùn)算得到需要替換出去的cache行所對(duì)應(yīng)的地址信息，并將對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)寫回到主存儲(chǔ)器。
[0015]訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯用于保存轉(zhuǎn)換訪問(wèn)Cache的地址，轉(zhuǎn)換為地址預(yù)測(cè)邏輯需要的地址信息；地址預(yù)測(cè)邏輯利用差值預(yù)測(cè)算法產(chǎn)生需要替換的地址信息，給Cache控制邏輯，將需要的替換的數(shù)據(jù)替換到主存儲(chǔ)器。
[0016]實(shí)施例3:
本發(fā)明的一種基于差值預(yù)測(cè)算法的Cache替換策略，根據(jù)Cache地址訪問(wèn)的特點(diǎn)，采用差值預(yù)測(cè)算法作為替換策略，通過(guò)分析歷史地址信息進(jìn)行差值預(yù)測(cè)運(yùn)算，構(gòu)建Cache替換策略系統(tǒng)；Cache替換策略系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯、地址預(yù)測(cè)邏輯；訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯存儲(chǔ)訪問(wèn)cache的地址，根據(jù)控制策略轉(zhuǎn)換并存儲(chǔ)地址信息；訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯將變換的地址發(fā)送給地址預(yù)測(cè)邏輯，地址預(yù)測(cè)邏輯根據(jù)已有的控制信息，通過(guò)差值預(yù)測(cè)算法運(yùn)算得到需要替換出去的cache行所對(duì)應(yīng)的地址信息，并將對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)寫回到主存儲(chǔ)器。
[0017]訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯用于保存轉(zhuǎn)換訪問(wèn)Cache的地址，轉(zhuǎn)換為地址預(yù)測(cè)邏輯需要的地址信息；地址預(yù)測(cè)邏輯利用差值預(yù)測(cè)算法產(chǎn)生需要替換的地址信息，給Cache控制邏輯，將需要的替換的數(shù)據(jù)替換到主存儲(chǔ)器。
[0018]地址預(yù)測(cè)邏輯根據(jù)歷史信息及當(dāng)前地址信息，通過(guò)差值預(yù)測(cè)算法進(jìn)行差值預(yù)測(cè)，得到需要替換出去的cache行所對(duì)應(yīng)的地址信息；歷史信息為訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯轉(zhuǎn)換前的地址信息，當(dāng)前地址為訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯轉(zhuǎn)換后的地址信息。
[0019]通過(guò)上面【具體實(shí)施方式】，所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易的實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于上述的【具體實(shí)施方式】。在公開(kāi)的實(shí)施方式的基礎(chǔ)上，所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可任意組合不同的技術(shù)特征，從而實(shí)現(xiàn)不同的技術(shù)方案。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于差值預(yù)測(cè)算法的Cache替換策略，其特征在于根據(jù)Cache地址訪問(wèn)的特點(diǎn)，采用差值預(yù)測(cè)算法作為替換策略，通過(guò)分析歷史地址信息進(jìn)行差值預(yù)測(cè)運(yùn)算，構(gòu)建Cache替換策略系統(tǒng)；Cache替換策略系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯、地址預(yù)測(cè)邏輯； 訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯存儲(chǔ)訪問(wèn)cache的地址，根據(jù)控制策略轉(zhuǎn)換并存儲(chǔ)地址信息；訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯將變換的地址發(fā)送給地址預(yù)測(cè)邏輯，地址預(yù)測(cè)邏輯根據(jù)已有的控制信息，通過(guò)差值預(yù)測(cè)算法運(yùn)算得到需要替換出去的cache行所對(duì)應(yīng)的地址信息，并將對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)寫回到主存儲(chǔ)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于差值預(yù)測(cè)算法的Cache替換策略，其特征在于訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯用于保存轉(zhuǎn)換訪問(wèn)Cache的地址，轉(zhuǎn)換為地址預(yù)測(cè)邏輯需要的地址信息；地址預(yù)測(cè)邏輯利用差值預(yù)測(cè)算法產(chǎn)生需要替換的地址信息，給Cache控制邏輯，將需要的替換的數(shù)據(jù)替換到主存儲(chǔ)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于差值預(yù)測(cè)算法的Cache替換策略，其特征在于地址預(yù)測(cè)邏輯根據(jù)歷史信息及當(dāng)前地址信息，通過(guò)差值預(yù)測(cè)算法進(jìn)行差值預(yù)測(cè)，得到需要替換出去的cache行所對(duì)應(yīng)的地址信息；歷史信息為訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯轉(zhuǎn)換前的地址信息，當(dāng)前地址為訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯轉(zhuǎn)換后的地址信息。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于差值預(yù)測(cè)算法的Cache替換策略，屬于計(jì)算機(jī)Cache技術(shù)領(lǐng)域，一種基于差值預(yù)測(cè)算法的Cache替換策略，根據(jù)Cache地址訪問(wèn)的特點(diǎn)，采用差值預(yù)測(cè)算法作為替換策略，通過(guò)分析歷史地址信息進(jìn)行差值預(yù)測(cè)運(yùn)算，構(gòu)建Cache替換策略系統(tǒng)；Cache替換策略系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯、地址預(yù)測(cè)邏輯；訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯存儲(chǔ)訪問(wèn)cache的地址，根據(jù)控制策略轉(zhuǎn)換并存儲(chǔ)地址信息；訪問(wèn)地址轉(zhuǎn)換邏輯將變換的地址發(fā)送給地址預(yù)測(cè)邏輯，地址預(yù)測(cè)邏輯根據(jù)已有的控制信息，通過(guò)差值預(yù)測(cè)算法運(yùn)算得到需要替換出去的cache行所對(duì)應(yīng)的地址信息，并將對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)寫回到主存儲(chǔ)器。本發(fā)明通過(guò)提高替換效率而提高Cache訪問(wèn)的命中率，最終提高整個(gè)系統(tǒng)的執(zhí)行效率。
【IPC分類】G06F12-08
【公開(kāi)號(hào)】CN104636272
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510086973
【發(fā)明人】劉同強(qiáng), 劉剛, 童元滿, 李仁剛
【申請(qǐng)人】浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年2月25日