[发明专利]片上原子事务引擎

说明书

本发明涉及片上原子事务引擎。一种硬件辅助的分布式存储器系统可以在多个处理器核心中的每个的本地存储器中包括软件可配置的共享存储器区域。对于这些共享存储器区域的访问可以经由将片上ATE实例连接在一起的私有互连矩阵上通过片上ATE实例的网络来进行，每个核心一个ATE实例。例如，每个ATE实例可以将具有或没有响应的RPC发布给与远程处理器核心相关联的ATE实例以便执行以由远程处理器核心控制的存储器位置为目标的操作。每个ATE实例可以(原子地)处理从其它ATE实例接收的或者在本地产生的RPC。对于一些操作类型，ATE实例可以自己使用专用的硬件来执行RPC中标识的操作。对于其它操作类型，ATE实例可以中断其本地处理器核心来执行操作。

本申请是申请号为201680055397.1、申请日为2016年9月21日、发明名称为“片上原子事务引擎”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本公开总体上涉及分布式共享存储器系统，更具体地涉及用于利用专用的片上硬件来对附近的数据执行原子事务的系统和方法。

背景技术

随着系统中的处理器的数量持续增长，维持数据一致性和硬件可扩展性是关键的。然而，传统的共享存储器系统(例如，虚拟存储器系统)和传统的分布式存储器系统不能满足这些要求，特别是在有多个进程在共享存储器上运行的多处理器系统中。旨在解决这两个问题的分布式共享存储器(DSM)系统通常由多个独立的处理节点(每个均具有本地存储器模块)组成，这多个独立的处理节点直接地或使用通用的互连网络间接地互相交谈。在典型的DSM中，共享数据是使用复制策略或迁移策略分布的。复制允许多份相同的数据项驻存在不同的本地存储器或高速缓存中。一旦数据项已经被复制在请求者的本地存储器中，该方法就允许请求者在本地访问这些数据项。

相比之下，迁移允许在任何给定时间仅存在单份数据。因此，在迁移策略下，数据项必须被移到请求者的本地存储器以便独占使用。因为复制和迁移这两者都涉及将数据移动至更靠近想要对它进行操作的处理器，所以为了跨越所有处理节点都维持数据一致性，它们都引发大量的开销。该开销主要是由于所涉及的硬件的复杂性而导致的。例如，这些系统通常包括诸如同步或相干高速缓存、相干构架和/或探听逻辑(snoop logic)之类的硬件机构。另外，与以本地存储器为目标的数据访问相比，访问DSM中的共享数据通常涉及显著的延时。这些延时可能是由于将目标数据项迁移到本地存储器并更新对应的目录结构以反映该移动所涉及的步骤而导致的，或者可能是由于高速缓存刷新而导致的并且使维持系统中的数据一致性所需的操作无效。

发明内容

在各种实施例中，本文所描述的系统可以包括硬件辅助的分布式存储器系统(DSM)，在该DSM中，分布式共享存储器的不同的软件可配置部分由多个处理器核心中的相应处理器核心控制。在一些实施例中，对于这些共享存储器区域的所有访问都可以通过片上原子事务引擎(ATE)实例的网络来进行。例如，每个核心可以有一个ATE实例，并且所有的ATE实例都可以通过专用的低延时互连矩阵相互通信。

在一些实施例中，在每个处理器流水线内的每个处理器核心或硬件上执行的软件可以被配置为确定分布式应用的给定操作是否应由另一个处理器核心使用远程过程调用(RPC)执行。例如，如果操作的目标是存储器中由不同处理器控制的位置，则关于该操作的信息可以被传递给本地ATE实例。ATE实例可以针对有或没有响应的RPC产生和发布与所述操作相对应的RPC帧。RPC帧可以包括指示操作类型的描述符、所述操作的目标地址以及有效载荷信息(例如，操作的操作数)，如果适用的话。如果目标位置由远程处理器核心控制，则本地ATE实例可以将RPC帧发送给与远程处理器核心相关联的ATE实例，该远程处理器核心可以将关于所接收的RPC帧的信息放在其本地接收队列中。如果目标位置由本地处理器核心控制，则本地ATE实例可以将关于RPC的信息放在本地接收队列中以用于后续处理。