[发明专利]用于存储流检测和处理的设备和方法

说明书

提供一种用于存储流检测和处理的设备和方法。根据一个总体方面，一种设备可包括：加载/存储电路和区域大小检测电路。加载/存储电路可被配置为发出用于将数据存储在存储器系统中的多个存储指令。区域大小检测电路可被配置为至少部分地基于通过在所述多个存储指令中跟踪多个缓存行地址项，从多个缓存器确定用于对存储指令的流进行存储的缓存器，其中，以不同的频率更新每个地址项。

本申请要求于2016年12月12日提交的题目为“用于存储流检测和处理的系统和方法”的第62/433,232号美国临时专利申请以及于2017年2月1日提交的第15/422,442号美国专利申请的优先权，这些在先提交的申请的主题通过引用合并于此。

技术领域

本公开总体涉及微处理器，更具体地讲，涉及一种用于存储流检测和处理的系统和方法。

背景技术

处理器(CPU)的上下文中的流数据(streaming data)通常是将数据写入到虚拟空间中的连续的或相连的存储器位置的存储指令或写入指令的序列。通常大的数据块将经由一系列的写入操作或存储操作被移动或存储到存储器。流数据或“存储流(storestreaming)”的典型示例为“存储器复制”，这是将存储器的块从源位置复制到目标位置的常用方法。在硬件中，这种方法转换为从源位置获取数据的加载操作或读取操作的流，接着是将加载的数据复制到目标位置的存储操作或写入操作的流。一些应用可简单地利用存储流来初始化大的存储器块。

有时，这些存储流是非暂时性的。即，数据经常仅被引用一次，然后在近期不被重复使用。例如，典型的存储器复制操作可涉及移动数千字节或数兆字节的数据，这些数据可能在程序执行期间仅被引用一次。将存储数据缓存在处理器的缓存器(例如，2级(L2)缓存器、1级(L1)缓存器和3级(L3)缓存器)内可能置换其他有用的缓存器驻留数据，并且对性能不利。

通常，为了避免缓存器污染，应用可尝试提供指示(例如，通过指令操作代码和存储器类型)，以使硬件能够知晓流数据将不被缓存。然而，可能存在指示在指令集内不可用的情况。为了解决这样的顾虑，许多硬件设计结合了动态检测存储的模式的机制，并寻找大规模的存储流模式的情况(以便将它们直接流传输到系统存储器)。

使用以上硬件存储流检测的方法倾向于避免缓存器污染的一般问题。然而，一些应用(例如，编译器等)倾向于暂时重新访问将另外适于L2缓存器或L3缓存器内的合理大的规模的存储流。对于这样的应用，缓存会更有益处。然而，使用传统的硬件检测方法，这些存储流将被重复地写入存储器，导致系统存储器带宽和功率使用，以及放弃缓存器存储的益处。

发明内容

根据一个总体方面，一种设备可包括加载/存储电路和区域大小检测电路。加载/存储电路可被配置为发出用于将数据存储在存储器系统中的多个存储指令。区域大小检测电路可被配置为至少部分地基于通过在所述多个存储指令中跟踪多个缓存行地址项，从多个缓存器确定用于对存储指令的流进行存储的缓存器，其中，以不同的频率更新每个地址项。

根据另一个总体方面，一种方法可包括接收用于将数据存储在存储器系统中的多个存储指令，其中，存储器系统被配置为至少暂时地将所述数据存储在至少一个缓存器中。所述方法可包括：经由区域大小检测电路，至少部分地基于通过在所述多个存储指令中跟踪多个地址项来选择用于对存储指令的流进行存储的缓存器，其中，以不同的频率来更新每个地址项。

根据另一个总体方面，一种系统可包括多个处理器、缓存器系统和区域大小检测电路。所述多个处理器的每一个可被配置为发出用于将数据存储在缓存器系统中的存储指令的流。缓存器系统可被配置为将数据存储在缓存器层的层级中。区域大小检测电路可被配置为至少部分地基于通过确定存储指令的流是否包括存储指令的重复的流以及存储指令的重复的流的重复大小，来确定哪个缓存器层用于对存储指令的流进行存储。

在下面的附图和描述中阐述了一个或多个实现的细节。通过描述和附图以及权利要求，其他特征将是清楚的。