[发明专利]运算装置、高速缓存装置及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及运算装置、高速缓存(cache)装置及其控制方法。

背景技术

存在要求确定包含于第一数据组中的各单个数据是否与第二数据组中的至少一些数据匹配的许多应用。日本专利No.3588487提出了逆流流水线(counterflow pipeline)技术以获得这种确定。以下将参照图11描述逆流流水线技术。逆流流水线技术使用作为两个流水线的第一流水线1110和第二流水线1120。第一流水线1110具有多个第一节点1111，并且这些第一节点1111在一定的定时存储第一数据组的数据A[0]至A[3]。第一流水线1110沿右方向移动(shift)数据。作为数据移动的结果，例如，存储数据A[2]的第一节点1111存储数据A[3]。第二流水线1120具有多个第二节点1121，并且这些第二节点1121在一定的定时存储第二数据组的数据B[0]至B[3]。第二流水线1120沿左方向移动数据。确定单元1130与第一节点1111和第二节点1121连接，并且确定存储于这些节点中的数据是否匹配。对于逆流流水线技术，由于两个流水线中的数据沿相反的方向移动，因此，通过循环(round-robin)方法比较第一组和第二组的数据。

为了获得较快的逆流流水线运算，两个流水线独立地移动。但是，当第一流水线1110和第二流水线1120同时移动时，一些数据不能被比较。例如，在图11所示的定时，比较数据A[2]和B[1]。当第一和第二流水线同时移动时，在下一定时比较数据A[2]和数据B[3]。因此，数据A[2]从不与数据B[2]比较。为了抑制这样的数据比较差错，在日本专利No.3588487中，监视第一流水线1110和第二流水线1120的节点的状态。在将出现数据比较差错的状态中，两个流水线被停止，并且在完成比较之后被允许移动数据。并且，在日本专利No.3588487中描述的逆流流水线技术中，数据仅经受一对一的比较处理，但一个数据不能同时与多个数据比较，或者，不能动态地改变要与一个数据同时比较的数据的数量。

发明内容

如上所述，日本专利No.3588487中描述的逆流流水线技术难以确实地(surely)且灵活地比较数据。由此，本发明的一个方面提供一种用于使用逆流流水线确实地且灵活地比较数据的技术。

本发明的一个方面提供一种运算装置，该运算装置包括：多个第一保持单元，所述多个第一保持单元中的每一个包含串行连接的多个第一节点，并且将保持在各第一节点中的第一数据移动到位于第一方向上的相邻节点；多个第二保持单元，所述多个第二保持单元中的每一个包含串行连接的多个第二节点，并且将保持在各第二节点中的第二数据移动到位于第二方向上的相邻节点，其中，各第一节点与所述多个第二节点中的至少一个对应；运算单元，所述运算单元对于作为第一保持单元的所述多个第一节点之一的关注节点，使用保持在关注节点中的第一数据和保持在关注节点所对应的所述多个第二节点中的至少一个中的第二数据来执行运算；以及输入单元，所述输入单元将第一数据并行输入到所述多个第一保持单元之中的至少两个，并且将第二数据串行输入到所述多个第二保持单元之中的至少两个。

本发明的另一方面提供一种高速缓存装置，所述高速缓存装置包括多个数据处理装置，所述多个数据处理装置中的每一个包括：第一流水线，所述第一流水线包含多个第一节点，并且将保持在一个第一节点中的地址移动到相对于所述一个第一节点位于第一方向上的另一第一节点；第二流水线，所述第二流水线包含多个第二节点，并且将保持在一个第二节点中的高速缓存标记移动到相对于所述一个第二节点位于与第一方向相反的第二方向上的另一第二节点，其中，各第一节点与所述多个第二节点中的至少一个对应；以及比较单元，所述比较单元对于作为第一流水线的所述多个第一节点之一的关注节点，比较保持在关注节点中的地址与保持在关注节点所对应的第二节点中的至少一个中的高速缓存标记，以确定地址是否与高速缓存标记匹配；所述高速缓存装置还包括：高速缓存存储器，所述高速缓存存储器对存储在外部存储器件中的数据中的一些进行存储；获取单元，所述获取单元从处理装置获取数据的请求；第一输入单元，所述第一输入单元复制获取的数据的地址，并且将复制的地址输入到所述多个数据处理装置的第一流水线；第二输入单元，所述第二输入单元将存储于高速缓存存储器中的数据的高速缓存标记输入到所述多个数据处理装置之一的第二流水线；以及确定单元，所述确定单元当确定比较单元的比较结果指示匹配时，确定获取的数据的高速缓存命中(hit)，其中，所述多个数据处理装置的第二流水线被串行连接。