[发明专利]一种数据与地址共用引脚自适应调整访存粒度的方法

权利要求书

1.一种数据与地址共用引脚自适应调整访存粒度的方法，应用于多核/众核处理器，其特征是，采用数据与地址共用处理器芯片引脚的方式；处理器根据并行线程发出的访存指令调节程序运行期间数据信息传输与地址信息传输的比例，使得运行时程序发出粗粒度访存为主的情形下自动减少地址信息传输，在细粒度访存为主的情形下自动增加地址信息，达到自适应动态调节的作用。

2.如权利要求1所述的数据与地址共用引脚自适应调整访存粒度的方法，其特征是，所述粗粒度访存指的是访存宽度大于等于32字节；所述细粒度访存指的是访存宽度小于等于8字节。

3.如权利要求1所述的数据与地址共用引脚自适应调整访存粒度的方法，其特征是，在处理器芯片数据与地址引脚数及时钟频率一定的条件下，根据应用程序的动态行为特征自适应地动态确定各引脚在每一时钟周期读写数据还是发出地址信息，使粗粒度访存的科学计算类应用程序，与细粒度访存的云计算或其他事务处理类应用程序都能实现访存带宽的高利用率。

4.如权利要求1所述的数据与地址共用引脚自适应调整访存粒度的方法，其特征是，把处理器数据与地址引脚分成若干组，每组引脚在某一时钟周期既可以用于读写数据，也可以用于发出地址信息；处理器内部存储控制器将不同处理器核发出的访存指令针对不同引脚组建立队列，将多个访存指令拼成一个完整的组合访存指令；由于多个访存指令很可能涉及存储器不同的位置，需要从这些共用的引脚提前发出多个地址，在访存时序中插入地址周期；每个时钟周期处理器控制确定是存储器颗粒的数据总线还是地址总线与处理器的共用引脚相连，实现数据或地址信息间的切换；返回数据由存储控制器正确分离，分别传送给原来发出访存指令的处理器核。

5.如权利要求4所述的数据与地址共用引脚自适应调整访存粒度的方法，其特征是，如果应用程序下处理器核发出大部分访存指令足够宽，不需要互相拼接，则共用的引脚很少发出地址周期，带宽利用率等同于粗粒度单存储控制器的情形；如果应用程序下处理器核发出大量发散的短小访存指令，则在时序中插入较多的地址周期，带宽利用率等同于细粒度多存储控制器的情形，由此实现自适应动态调整“数据传输速率/地址传输速率”比例的目的。

6.如权利要求1所述的数据与地址共用引脚自适应调整访存粒度的方法，其特征是，执行访存指令的完整步骤如下：

1)处理器内部存储控制器将不同处理器核发出的访存指令针对不同共用引脚组建立队列，并将多个访存指令拼成一个组合访存指令；

2)由于多个访存指令很可能涉及存储器不同的位置，需要从这些共用的引脚提前发出多个地址，并发出相应控制信号，在访存时序中插入地址周期；

3)存储器颗粒在每个时钟周期由处理器控制确定数据总线还是地址总线与处理器的共用引脚相连，实现数据或地址信息间的切换；

4)返回数据应当由存储控制器正确分离，分别传送给原来发出访存指令的那些处理器核。

7.如权利要求1所述的数据与地址共用引脚自适应调整访存粒度的方法，其特征是，实施方案如下：

(1)处理器内部存控将引脚每8个组成一组，每组对应一个外部DDR3存储器颗粒；

(2)由于共用总线在任意时刻只能传输数据或地址，在需要发射多个访存指令，数据连续传输时，存控需要发出相应控制信号，在访存时序中插入地址周期；

(3)每个时钟周期由存控确定存储器颗粒的数据总线还是地址总线与处理器的共用引脚相连，实现数据或地址信息间的切换；

(4)返回数据由存储控制器正确分离，分别传送给原来发出访存指令的那些处理器核；

所述实施方案在存储器颗粒与处理器之间增加了锁存与多选电路，保留现有处理器设计中的地址总线，在粗粒度访存时直接将统一地址信息发往多个存储器颗粒的地址总线；对于细粒度拼接的组合访存指令，则需要从各组共用引脚发出多个地址信息，并通过锁存器记录，分别发送到不同存储器颗粒的地址总线；不同总线之间通过控制信号切换多选电路进行连接。