[发明专利]用于多核处理器的一致性维护装置及一致性交互方法

权利要求书

1.一种用于多核处理器的一致性维护装置，其特征在于，包括N个处理器内核、片上网络和主存；所述主存和N个处理器内核均连接片上网络；所述N个处理器内核构成包含多个节点的二位网络矩阵；每个节点包含2ⁿ个处理器内核，n为大于等于1的正整数，N为2ⁿ的整数倍；

所述处理器内核包括：

全局目录，以粗向量的方式跟踪数据所在节点；

节点目录片段，负责在节点内跟踪数据副本所在的内核位置；一个节点内的所有节点目录片段构成该节点完整的节点目录；

目录控制器，包括节点目录控制器和全局目录控制器，用于接收、发送一致性交互消息，控制全局目录和节点目录维护数据一致性；

节点预测Cache，用于保存距离请求内核节点最近的有效目标数据副本节点，为发生缺失时的直接访问提供历史信息依据；

节点共享历史信息Cache，用于保存节点对数据的共享历史向量，为节点预测Cache的更新提供历史信息依据；

节点挂起指针，用于在读缺失过程中暂存读缺失节点指针，为隐藏目录访问延迟提供支持；

最后写节点指针，用于在基于读缺失的节点预测Cache更新过程中指明共享历史向量所在节点位置；

私有L1 Cache；

共享L2 Cache片段。

2.根据权利要求1所述的一种用于多核处理器的一致性维护装置，其特征在于，处理器内核还包括一个路由器，所述处理器内核通过路由器连接所述片上网络；所述路由器连接全局目录控制器、共享L2 Cache片段和节点目录控制器；所述全局目录控制器连接所述全局目录、共享L2 Cache片段和节点目录控制器；所述节点目录控制器连接私有L1 Cache、节点挂起指针、节点目录片段、节点预测Cache和节点共享历史信息Cache；L1 Cache连接共享L2 Cache片段。

3.根据权利要求2所述的一种用于多核处理器的一致性维护装置，其特征在于，一个节点内的2ⁿ个处理器内核使用n位二进制数进行节点内编码索引。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种用于多核处理器的一致性维护装置进行一致性交互的方法，其特征在于，包括节点目录访问方法，所述节点目录访问方法包括：

将节点目录分成2ⁿ个片段，每个内核存储一个节点目录片段，按照数据地址末段与节点中内核编码相对应的方式将节点内的数据共享信息分布到所有节点中内核的节点目录片段上；

访问节点目录时第一步首先根据数据地址的末n位访问对应编码内核的节点目录片段，如果访问命中，则结束访问；如果在该节点目录片段没有命中，则第二步同时访问本节点内剩余的节点目录片，如果仍然不命中，说明该数据在该节点中不存在，则节点目录访问结束。