[发明专利]功率感知填充

说明书

各方面包括用于实现针对小于缓存行的数据的缓存存储器存取请求和通过将该数据与填充数据进行组合来消除从主存储器过度提取的计算设备、系统和方法，其中该填充数据具有在缓存行和该数据的大小之间的差值的大小。处理器可以使用数据的大小或数据的压缩比率来确定数据(未压缩或压缩的)是否小于缓存行。处理器可以使用恒定数据值或数据值的模式来生成填充数据。处理器可以向缓存存储器控制器发送针对经组合的数据的写缓存存储器存取请求，缓存存储器控制器可以向缓存存储器写入该经组合的数据。缓存存储器控制器可以向存储器控制器发送写存储器存取请求，存储器控制器可以向存储器写入经组合的数据。

相关申请

本申请和与本申请同时提交的、标题为“Supplemental Write Cache CommandFor Bandwidth Compression”的美国专利申请No.14/462,763相关，故其全部内容通过引用被并入本文。

背景技术

无损压缩在系统中用作减少必须从主存储器读取或写回到主存储器的数据量的方式。压缩工作在输入数据的段上，通常是固定大小的段，它们被压缩成更小的块大小。无损压缩使用可配置大小的段。示例将根据算法可以实现的压缩率将256字节段压缩为64字节块、128字节块、192字节块或256字节块。随后，该压缩数据将被存储在缓存中，直到其被写回到主存储器。由于压缩的性质，可能在缓存的物理地址空间中存在未使用的空洞。这些空洞可以发生在缓存行内。当数据通过具有比最小压缩大小倍数更大的缓存行的缓存传播时，导致数据从缓存到主存储器的过度提取(overfetch)。

当从缓存请求小型数据块时，缓存必须填满整个行，但是由于压缩数据中的空洞，因此只有该行的一部分将包含有用数据，因为缓存行中的空洞将填充不相关的数据。这导致缓存对主存储器的过度提取，其中过度提取的一部分是垃圾。例如，如果将段压缩到64字节或192字节并且从具有128字节行的缓存请求段，则在每种情况下额外的64字节的无用数据将被加载到缓存以填满缓存行中的空洞。在良好的压缩方案中，大部分压缩块将是最小大小。因此，带宽压缩的益处被减少，并且消耗不必要的功率提取(fetch)不必要的数据和写回该随机数据。

发明内容

各个方面的方法和装置提供了用于在计算设备上执行针对数据的缓存存储器存取请求的电路和方法，可以包括：将小于缓存行的数据与填充数据组合成被配置为填满缓存行的经组合的数据；以及发送针对所述经组合的数据的写缓存存储器存取请求。

方法的一个方面还可以包括：确定所述数据是否小于缓存行；以及生成所述填充数据，以使得所述填充数据具有在缓存行和所述数据的大小之间的差值的大小。

在一个方面中，确定所述数据是否小于缓存行可以包括：使用所述数据的大小来确定所述数据是否小于缓存行。

方法的一个方面还可以包括：对未压缩数据进行压缩以生成小于缓存行的所述数据，其中，确定所述数据是否小于缓存行包括：使用所述数据的压缩比率来确定所述数据是否小于缓存行。

在一个方面中，所述填充数据是恒定值。在一个方面中，所述填充数据是数据值的模式。

方法的一个方面还可以包括：从处理器接收针对所述经组合的数据的所述写缓存存储器存取请求；将所述经组合的数据存储在所述经组合的数据通过所述写缓存存储器存取请求来寻址到的缓存行中；发送针对所述经组合的数据的写存储器存取请求；从缓存存储器控制器接收针对所述经组合的数据的所述写存储器存取请求；以及将所述经组合的数据存储在存储器中。

一个方面包括一种计算设备，所述计算设备具有彼此通信地连接的处理器、缓存存储器控制器、缓存存储器、存储器控制器和存储器，其中，所述处理器和所述缓存存储器控制器被配置为执行上述方法的方面中的一个或多个方面的操作。

一个方面包括一种其上存储有处理器可执行指令的非暂时性处理器可读介质，所述处理器可执行指令被配置为使得处理器和缓存存储器控制器执行上述方法的方面中的一个或多个方面的操作。