[发明专利]基于实时动态迁移机制的分布式cache结构

说明书

本发明提供一种基于实时动态迁移机制的分布式cache结构，基于现有技术中可重构阵列处理器结构单元简单且排列密集的现象，针对访问数据局部性明显，并行性高的特点，本发明的分布式cache结构中具有实时动态数据迁移机制，该机制通过记录可重构阵列处理器对各cache数据的访存频率，可将传统静态映射于处理器cache中的临时私有数据动态迁移于访问率大的处理器本地cache中，并对迁移数据进行跟踪标记，通过标记建立基于迁移查找表的数据搜索策略，在最短路径上进行数据的准确获取，从而有效降低了整个系统的访问延迟，增加可重构阵列处理器访存带宽。

技术领域

本发明属于集成电路设计技术领域，具体涉及一种基于实时动态迁移机制的分布式cache结构和可重构阵列处理器。

背景技术

随着计算密集型和存储密集型等应用层出不穷，可重构阵列处理器在兼顾计算高效性以及编程灵活性的背景下应运而生，存储单元作为可重构计算处理器的核心组件，目前的设计存在存储带宽严重不足以及访存开销巨大的情况。

针对可重构计算对存储提出的高带宽、低延迟的需求，需要设计一种分布式cache结构提高访存并行度，解决存储带宽严重不足问题的方案，以便提高访存速度，降低访存功耗。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于实时动态迁移机制的分布式cache结构和可重构阵列处理器，上述结构中具有实时动态迁移机制，缓解了目前可重构阵列处理器中分布式cache设计存在的cache失效率大、访外存频繁导致访存延迟长的问题。

为了达到上述的目的，本发明采用的主要技术方案包括：

第一方面，本发明提供一种基于实时动态迁移机制的分布式cache结构，包括：

查找比较单元、访问记录单元、迁移输出单元、迁移互连单元、控制单元和数据存储单元；

所述查找比较单元、访问记录单元、迁移输出单元、迁移互连单元和数据存储单元均与控制单元连接；

所述访问记录单元，用于记录数据存储单元中存储在本地cache的数据被访问的频率信息，并依据频率信息确定本地cache内数据是否处于高频率访问状态；所述频率信息为被各个PE访问的频率；

迁移输出单元，用于接收访问记录单元和数据存储单元的信息，对处于高频率访问状态的数据进行迁移时的数据准备；

迁移互连单元，用于根据迁移输出单元的数据准备，定位到所述处于高频率访问状态的数据的迁移目的地，并将所述处于高频率访问状态的数据迁移至迁移目的地，以及根据迁移取消信号，将取消迁移的数据置为无效；

查找比较单元，用于对迁移互连单元迁移的数据进行跟踪标记，以使各PE访问所述数据时，能够在最短路径上获取；

数据存储单元，存储有本地cache中的数据。

可选地，查找比较单元，还用于，根据迁移互连单元提供的数据以及标志信息，在内部的迁移查找表中进行0或者1的状态记录，若数据被迁移且并没取消迁移，则将远程PE所要访问的地址对应的数据状态设为1，将远程PE所要访问的地址对应的数据原本的位置信息通过标志位来记录；在接收到任一数据的迁移取消使能为高时，将迁移取消的数据的状态记为0，以在原位置查找迁移取消的数据。

可选地，所述查找比较单元，具体用于

1)已迁移状态查找：在接收到PE的读写访问请求之后，在迁移查找表中找寻有效状态数据，若查找的数据状态位为1，则表示查找的数据有效；若查找的数据状态位为0，则表示查找的数据无效；