[发明专利]压缩状态位高速缓存和后备存储件

说明书

技术领域

本发明一般地涉及存储器系统且更特别地涉及压缩状态位高速缓存 和后备存储件。

背景技术

性能要求不断地在通常包括一个或多个处理器芯片和接附的存储器 设备的数据处理系统中增加。处理器芯片包括片上数据处理资源和配置为 使处理资源能够访问片外的接附的存储器的存储器接口电路。系统性能通 常由片上数据处理性能和对接附的存储器设备的可用带宽确定。

用于增加可用存储器带宽的一种技术是在两个或更多存储器分区上 交错存储器访问。当多个片上客户端访问在每个分区中的存储器时，相关 的访问请求可以排程以优化特定参数，例如总体系统吞吐量或者对特定客 户端的平均等待时间。诸如片上数据处理资源的存储器系统的客户端可以 通过交换的网络将存储器访问请求发布给一个或多个存储器分区。与存储 器访问请求相关的物理地址使用对给定的分区配置特定的地址映射功能转 换成本地分区地址。

为了进一步改善存储器带宽，一些数据可以以压缩的格式存储，这减 少了表示原始数据的块所需要的位的数目。分配为以压缩的格式存储原始 数据的块的存储器的数量相比较未压缩的格式没有减少，但存储和获取压 缩的数据的块所需要的位的数目减少，并因此减少了存储器带宽。基于特 定应用程序要求和是否原始数据的特定的块在可用的压缩算法下是可压缩 的，可以使用多个无损和有损压缩格式。每个压缩格式有利地减少了表示 存储在接附的存储器中的原始数据的块所需要的位的数目。但是，位的特 定数目和怎样解释位要根据哪个压缩格式(如果有的话)用于表示原始数 据的块。与每个块相关的选择的压缩格式由可压缩存储器的每个块的压缩 状态位指示。为了使访问在接附的存储器中的数据的给定的块所需要的带 宽最小化，驻存在处理器芯片上的存储器接口电路需要在初始化对接附的 存储器的存储器访问请求之前参考与存储器的块相关的压缩状态位。

为了使性能最大化，压缩状态位需要对存储器接口电路可用。一种方 案包括在片上随机存取存储器(RAM)中存储压缩状态位，在本文称为压缩 状态RAM，其中状态位直接映射到在驻存在接附的存储器中的可压缩存储 器的区域中的存储器的块。在这个方案中，在压缩状态RAM中的一给定组 的压缩状态位指示了在接附的存储器中的物理存储器的直接对应的块的压 缩状态。当在分区中的存储器接口电路接收存储器访问请求时，存储器接 口电路在初始化对接附的存储器的存储器访问请求之前查询压缩状态 RAM。

随着数据处理系统在性能上的提升和在总体能力上的扩展，总的接附 的存储器也通常增加。由于片上压缩状态RAM直接映射到可压缩的接附的 存储器，因此增加接附的存储器的数量意味着压缩状态RAM的大小的增加。 例如，使接附的存储器的数量加倍应该导致压缩状态RAM的大小的加倍以 适应潜在的压缩的存储器的额外的块。但是，就管芯面积来说，压缩状态 位的片上存储装置相对昂贵，并且不像接附的存储器那样能被轻易地加倍。

因此，本领域中需要的是能够使数据处理系统支持大数量的接附的存 储装置而不产生与存储大数目的直接映射的片上压缩状态位相关的管芯面 积成本的技术。

发明内容

本发明的一个实施例阐明了中间高速缓存，该中间高速缓存耦合于一 个或多个客户端和外部存储器，并配置为访问驻存在该外部存储器中的存 储压缩信息的至少一个数据表面和数据结构。中间高速缓存包括压缩状态 位高速缓存和数据高速缓存单元，该压缩状态位高速缓存配置为高速缓存 存储在外部存储器中的存储器的块的压缩信息，该数据高速缓存单元配置 为响应包括来自客户端的第一存储器访问请求的高速缓存缺失，基于与第 一存储器访问请求相关的且存储在压缩状态位高速缓存或者数据结构中的 压缩信息从外部存储器请求压缩的数据，其中压缩的数据包括表示请求的 数据的一减少组的数据。中间高速缓存也可以包括命令交叉器和数据交叉 器，该命令交叉器配置为发送从客户端接收的与第一存储器访问请求相关 的命令，该数据交叉器配置为发送与第一存储器访问请求相关的数据。

公开的中间高速缓存的一个优点是，由于大量工作压缩状态位后备存 储件在片外的接附的存储器中，因此可以分配大数量的接附的存储器为可 压缩的存储器块，而不产生相应的管芯面积成本。

附图说明