[发明专利]用于多核处理器的一致性维护装置及一致性交互方法

摘要

本发明公开了一种用于多核处理器的一致性维护装置及一致性交互方法，主要用于解决现有多核处理器Cache一致性协议在处理读缺失和写缺失的一致性交互过程中目录访问延迟大的技术问题。本发明将多核处理器的所有内核划分为并列关系的多个节点，每个节点包含多个内核。在发生读、写缺失时根据节点预测Cache直接预测访问与读、写缺失内核最近的有效数据副本节点，并将更新目录步骤推迟到数据访问结束以后进行，从而完全隐藏目录访问延迟，提升了访存效率；双层目录结构将目录存储开销由指数级增长转化为线性增长，更具可扩展性；由于以节点为单位进行粗粒度预测，相对以内核为单位进行的细粒度预测节省了预测信息的存储开销。

主权项

一种用于多核处理器的一致性维护装置，其特征在于，包括N个处理器内核、片上网络和主存；所述主存和N个处理器内核均连接片上网络；所述N个处理器内核构成包含多个节点的二位网络矩阵；每个节点包含2n个处理器内核，n为大于等于1的正整数，N为2n的整数倍；所述处理器内核包括：全局目录，以粗向量的方式跟踪数据所在节点；节点目录片段，负责在节点内跟踪数据副本所在的内核位置；一个节点内的所有节点目录片段构成该节点完整的节点目录；目录控制器，包括节点目录控制器和全局目录控制器，用于接收、发送一致性交互消息，控制全局目录和节点目录维护数据一致性；节点预测Cache，用于保存距离请求内核节点最近的有效目标数据副本节点，为发生缺失时的直接访问提供历史信息依据；节点共享历史信息Cache，用于保存节点对数据的共享历史向量，为节点预测Cache的更新提供历史信息依据；节点挂起指针，用于在读缺失过程中暂存读缺失节点指针，为隐藏目录访问延迟提供支持；最后写节点指针，用于在基于读缺失的节点预测Cache更新过程中指明共享历史向量所在节点位置；私有L1 Cache；共享L2 Cache片段。