[发明专利]一种实现数据预取的方法及装置

权利要求书

1.一种实现数据预取的预取器装置，其特征在于，包括：

访存模式识别单元，用于将全局失效地址流划分为局部失效地址流，按时间顺序将所述局部失效地址流中最近发生的两个缓存失效的地址信息记录为历史访存信息，并根据该记录捕获跨距访存模式并生成相应的预取地址。

2.按照权利要求1所述的预取器装置，其特征在于，还包括：

全局历史缓冲器，用于按时间顺序保存属于同一局部失效地址流中除了所述最近发生的两个缓存失效的地址以外的其它缓存失效地址序列信息，并链接属于所述同一局部失效地址流的地址信息，以计算生成局部差值流捕获可重复的访存模式并生成相应的预取地址。

3.按照权利要求2所述的预取器装置，其特征在于，

所述访存模式识别单元含有全相联或组相联结构的多个表项，每个表项保存一个局部失效地址流的历史访存信息，并通过缓存失效地址的标签位作为索引查找，所述表项包含如下各个域：

标签域，用于标识不同的局部失效地址流；

最近缓存失效的第一地址索引域、第二地址索引域，用于按时间顺序保存局部失效地址流中最近发生的两个缓存失效的地址各自的行索引部分；

状态域，用于标识每一表项所处的状态，包括捕获外状态、初始捕获状态、跨距捕获状态以及差值状态中的任意一种；

跨距访存模式频度域，用于记录被捕获到的跨距访存模式的次数；

局部失效地址序列链接域，用于作为指向表项所对应的在所述全局历史缓冲器中局部失效地址序列的指针。

4.按照权利要求3所述的预取器装置，其特征在于，所述状态域所包括的：

所述捕获外状态，用于表示访存模式识别单元相应的表项尚未分配给任何存储区域，不参与到访存模式捕获过程中；

所述初始捕获状态，用于表示所述缓存失效地址进入跨距访存模式的初始捕获；

所述跨距捕获状态，用于捕获所述跨距访存模式以及使用所述跨距访存模式频度域的值控制跨距访存模式的预取地址生成；

所述差值状态，用于捕获所述跨距访存模式或其它可重复的访存模式。

5.按照权利要求4所述的预取器装置，其特征在于，还包括：

差值缓冲器，用于与所述全局历史缓冲器和所述访存模式识别单元相配合，计算出两个依序发生的缓存失效的地址差值，并将计算出的地址差值的序列作为局部差值流缓存，以通过比较找到匹配的差值对，生成所述可重复访存模式的预取地址。

6.按照权利要求5所述的预取器装置，其特征在于，还包括：

预取队列单元，用于通过预取队列按时间顺序保存所述访存模式识别单元或所述差值缓冲器生成的预取地址；在新生成的预取地址被放入所述预取队列之前，与所述预取队列中的预取地址逐个比较，若所述预取队列中没有与该新生成的预取地址相同的预取地址，则将该新产生的预取地址放入所述预取队列，并针对队列中的预取地址逐个向存储系统发出预取请求；否则过滤该新生成的预取地址。

7.按照权利要求6所述的预取器装置，其特征在于，还包括设置有多个表项的预取过滤器，其中：

预取过滤器，所述预取地址被从所述预取队列单元中替换出后，若用该预取地址的高位和低位索引命中一个表项，则将该表项的值置为命中值，否则将该表项的值置为非命中值；当通过新产生的预取地址的高位和低位索引到一个表项，且该表项的值为所述命中值，则过滤该新产生的预取地址；否则将该新产生的预取地址存入预取队列单元，等待发往存储系统。

8.一种实现数据预取的方法，其特征在于，包括：

通过访存模式识别单元划分全局失效地址流为局部失效地址流，按时间顺序将该局部失效地址流中最近发生的两个缓存失效的地址信息记录为历史访存信息，并根据该记录捕获跨距访存模式并生成预取地址。

9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：

通过全局历史缓冲器按时间顺序保存属于同一局部失效地址流中除了所述最近发生的两个缓存失效的地址以外的其它缓存失效地址序列信息，并链接属于所述同一局部失效地址流的地址信息，以计算生成局部差值流捕获可重复的访存模式并生成预取地址。