[发明专利]动态优先级外部事务处理系统

说明书

本案是申请号为00817791.0、题为动态优先级外部事务处理系统的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及动态优先级外部事务处理系统和相应的管理方法。

背景技术

人们知道，许多现代计算系统采用多代理者体系结构(multi-agentarchitecture)。图1示出一种典型的系统。其中多个代理者110-160按照预定的总线协议在外部总线170上进行通信。“代理者”可以包括通用处理器110-140、存储器控制器150、接口芯片集160、输入输出装置和/或其它对数据请求进行处理的集成电路(未示出)。总线170可允许同时进行几个外部总线事务处理。

代理者(例如110)通常包括事务处理管理系统，该事务处理管理系统接收来自所述代理者的其它部件的请求并处理外部总线事务处理以实现所述请求。图2所示的总线排序单元200(“BSU”)，是这样一种事务处理管理系统的示例。BSU 200可以包括仲裁器210、内部高速缓存220、内部事务处理队列230、外部事务处理队列240、外部总线控制器250和预取队列260。BSU 200响应由例如代理者核心(图2中未示出)发出的数据请求而管理外部总线170上的事务处理。

仲裁器210不仅可以接收来自所述核心的数据请求，而且还可以接收来自诸如预取队列260的各种其它源的数据请求。仲裁器210可以在仲裁器210同时收到的可能几个数据请求中进行选择，并将其中的一个输出到BSU 200的其余部分。

内部高速缓存220可以将数据存储在几个高速缓存项目中。它可能具有对数据请求作出反应以确定高速缓存220是否存储被请求数据的有效拷贝的逻辑。这里用到的“数据”可以指可以由代理者使用的变量数据和指令数据。内部高速缓存220可以响应数据请求而供给被请求数据。

内部事务处理队列230也可以接收并存储仲裁器210发出的数据请求。对于读取请求，内部事务处理队列230与内部高速缓存220配合以确定被请求数据是否“命中”内部高速缓存220(可由内部高速缓存220供给)。如果不，如果数据请求“错过”内部高速缓存220，则内部事务处理队列230将数据请求转发到外部事务处理队列240。

外部事务处理队列240可以解释数据请求并生成外部总线事务处理来完成它们。外部事务处理队列240可以包括几个队列寄存器。它在代理者的事务处理在外部总线170上进行时对它们进行管理。例如，当数据可用于响应事务处理时，外部事务处理队列240检索该数据并将其转发到代理者中的请求者(例如核心)。

预取队列260可以识别由核心(未示出)发出的读取请求中的预定模式。例如，如果核心发出指向顺序增加的存储单元(地址A、A+1、A+2、A+3、...)的读取请求，则预取队列260可以发出预取请求，以便在核心实际请求数据本身之前从顺序中的下一个地址(A+4)读取数据。通过预期数据需要，预取队列260可以使数据在核心发出对该数据的请求时可在内部高速缓存220中得到。将从内部高速缓存220而不是外部存储器向核心供给数据-快得多的操作。这里，这种类型的预取请求被称为“模式预取(patternedprefetch)”。

BSU 200可以实现第二类型的预取，这里称为“盲预取(blindprefetch)”。当核心发出将由外部总线事务处理完成的对某个地址(假定地址B)的数据的读取请求时，盲预取机制可使第二外部总线事务处理检索第二存储地址(B+1)的数据。盲预取可以使不能内部完成的来自核心的每个读取请求产生一对外部总线事务处理。盲预取可以通过检索满足核心读取请求所需的两倍之多的高速缓存线(或高速缓存扇区)来改进处理器性能。再且，如果核心最终需要从其它地址(B+1)预取的数据的数据，则在核心发出对该数据的读取请求时可以在内部高速缓存220中得到数据。也可以从模式预取请求生成盲预取请求。利用上述示例，可以由对地址A+5的盲预取增加对地址A+4的模式预取请求。

回到图1，众所周知，特别是在多处理器计算机系统中，外部总线170会限制系统性能。外部总线170通常操作在远低于代理者的内部时钟速度的时钟速度下。核心通常会在外部总线170能完成单个外部总线事务处理的时间发出几个数据请求。这样，单个代理者会消耗外部总线170的大量带宽。当多个代理者必须共享外部总线170时，每个代理者只分配有总线170上可用带宽的一部分。在多代理者系统中，在外部总线检索代理者进程(to make forward progress)所需的数据时，代理者常常必须空闲地等待。