[发明专利]用于高速缓冲存储标签压缩的方法及设备

说明书

一种存储器结构使用加索引标签压缩结构来压缩存储器标签的部分。所述存储器标签的高阶位集合可存储在所述加索引标签压缩结构中，其中所述高阶位集合是由索引值识别。标签阵列存储所述存储器标签的低阶位集合及识别所述标签压缩结构中存储所述存储器标签的所述高阶位集合的条目的所述索引值。所述存储器标签可包括存储在数据阵列中的数据元素的存储器地址的至少一部分。

根据35 U.S.C.§119的优先权主张

本申请案主张2015年5月20日申请的美国专利申请案第14/716,947号的优先权，所述美国专利申请案被转让给本发明的受让人且特此以引用的方式明确地并入本文中。

技术领域

本文中所揭示的方面涉及计算机微处理器(在本文中也被称作处理器)的领域。更具体地说，本文中所揭示的方面涉及高速缓冲存储标签压缩。

背景技术

现代处理器通常依赖于高速缓冲存储器以改进处理性能。高速缓冲存储器通过利用工作负载的指令流及数据流中的时间及空间局部性而工作。高速缓冲存储器的部分专用于存储高速缓冲存储标签阵列。高速缓冲存储标签存储从主存储器提取的实际数据的地址。确定高速缓冲存储器中的命中或未命中的速度受到标签阵列的宽度约束，其中较大标签阵列通常产生较多计时压力。较宽(或较大)标签具有较多位。为了确定在高速缓冲存储器中是否存在命中，必须比较标签的所有位与探测地址。因此，所述比较中的较多位可需要较多延迟来返回所述比较的结果。

发明内容

本文中所揭示的方面通过将高阶标签位的唯一值存储在标签压缩高速缓冲存储器中来缩减为标签存储所需要的区域。

在一个方面中，一种高速缓冲存储器包括标签压缩结构及标签阵列。所述标签压缩结构存储多个标签压缩条目。所述多个标签压缩条目中的每一者含有存储器标签的相应高阶位集合且是由相应索引值识别。所述标签阵列存储多个标签阵列条目。所述多个标签阵列条目中的每一者含有所述存储器标签的相应低阶位集合及对应于所述标签压缩结构的所述索引值中的一者的索引值。所述第一存储器标签可包括存储在数据阵列中的数据元素的存储器地址的至少一部分。

在一个方面中，一种方法包括在标签压缩结构中的多个标签压缩条目中的第一标签压缩条目中存储第一存储器标签的高阶位集合。所述多个标签压缩条目中的每一者是由相应索引值识别。所述方法进一步包括在标签阵列中的多个标签阵列条目中的第一标签阵列条目中存储所述存储器标签的低阶位集合及用于所述第一标签阵列条目的索引值。所述第一标签阵列条目的所述索引值对应于所述标签压缩结构中的所述第一标签压缩条目。所述第一存储器标签可包括存储在数据阵列中的数据元素的存储器地址的至少一部分。

在一个方面中，一种非暂时性计算机可读媒体存储指令，所述指令在由处理器执行时致使所述处理器执行操作，所述操作包括在标签压缩结构中的多个标签压缩条目中的第一标签压缩条目中存储第一存储器标签的高阶位集合。所述多个标签压缩条目中的每一者是由相应索引值识别。所述操作进一步包括在标签阵列中的多个标签阵列条目中的第一标签阵列条目中存储所述存储器标签的低阶位集合及用于所述第一标签阵列条目的索引值。所述第一标签阵列条目的所述索引值对应于所述标签压缩结构中的所述第一标签压缩条目。所述第一存储器标签可包括存储在数据阵列中的数据元素的存储器地址的至少一部分。

在一个方面中，一种设备包括用于在多个标签压缩条目中的第一标签压缩条目中存储第一存储器标签的高阶位集合的装置。所述多个标签压缩条目中的每一者是由相应索引值识别。所述设备进一步包括用于在多个标签阵列条目中的第一标签阵列条目中存储所述存储器标签的低阶位集合及用于所述第一标签阵列条目的索引值的装置。所述第一标签阵列条目的所述索引值对应于所述第一标签压缩条目。所述第一存储器标签可包括数据元素的存储器地址的至少一部分。