[发明专利]一种在多个缓冲存储器中根据权重信息缓存数据方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据存储领域，特别涉及一种缓存数据方法，尤其涉及利用多个缓冲存储器进行缓存数据的方法，特别涉及根据待缓存数据的权重信息分别进行缓冲的方法，用于在系统运行过程中进行数据缓存，通过对缓冲存储器中的缓存数据进行替换处理以提高缓存的性能和效率。

背景技术

当CPU要读取一个数据时，首先从缓存中查找，找到就立即读取并送给CPU处理；没有找到，就用相对慢的速率从内存中读取并送给CPU处理，同时把这个数据所在的数据块调入缓存中，可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行，不必再调用内存。正是这样的读取机制使CPU读取缓存的命中率非常高（大多数CPU可达90%左右），也就是说CPU下一次要读取的数据90%都在缓存中，只有大约10%需要从内存读取。这大大节省了CPU直接读取内存的时间，也使CPU读取数据时基本无需等待。总的来说，CPU读取数据的顺序是先缓存后内存。

缓存只是内存中少部分数据的复制品，所以CPU到缓存中寻找数据时，也会出现找不到的情况（因为这些数据没有从内存复制到缓存中去），这时CPU还是会到内存中去找数据，这样系统的速率就慢下来了，不过CPU会把这些数据复制到缓存中去，以便下一次不要再到内存中去取。随着时间的变化，被访问得最频繁的数据不是一成不变的，也就是说，刚才还不频繁的数据，此时已经需要被频繁的访问，刚才还是最频繁的数据，又不频繁了，所以说缓存中的数据要经常按照一定的算法来更换，这样才能保证缓存中的数据是被访问最频繁的。缓存只是内存中少部分数据的复制品，所以CPU到缓存中寻找数据时，也会出现找不到的情况（因为这些数据没有从内存复制到缓存中去），这时CPU还是会到内存中去找数据，这样系统的速率就慢下来了，不过CPU会把这些数据复制到缓存中去，以便下一次不要再到内存中去取。随着时间的变化，被访问得最频繁的数据不是一成不变的，也就是说，刚才还不频繁的数据，此时已经需要被频繁的访问，刚才还是最频繁的数据，又不频繁了，所以说缓存中的数据要经常按照一定的算法来更换，这样才能保证缓存中的数据是被访问最频繁的，然而现有的替换算法往往非常复杂。

目前，采用了在主机处理器与主存之间设置缓存的做法。为了提高数据读写的效率，设置工作频率介于主机处理器和主存之间的缓存控制器和缓存。这样，将外部数据写入主存的过程包括：主机处理器将外部发来的数据写入指令发送给缓存控制器；缓存控制器检查缓存中是否有空闲的存储空间，如果有，则直接将数据写入指令中携带的数据写入存中空闲的存储空间，如果没有，则根据缓冲存储器中的缓存数据块的使用频率计算得到使用频率最低的缓存数据块，清除该使用频率最低的缓存数据块并释放该使用频率最低的缓存数据块所占用的存储空间，然后将数据写入指令中携带的数据写入释放后的存储空间中；缓存控制器，确定有新写入的数据后，从缓存中读取该新写入的数据并写入主存，从而完成了外部数据写入主存的过程。

外部从主存中读取数据的过程包括：主机处理器将外部发来的数据读取请求发送给缓存控制器；缓存控制器检查缓存中是否存储有外部所请求的数据，如果有，则直接将缓存中存储的对应的数据发送给主机处理器，如果没有，则向主存发送该数据读取请求，主存将当前请求的数据发送给缓存控制器，缓存控制器将其存储在缓存中，主机处理器从缓存中读取出当前请求的数据后发送到外部。现有的替换算法需要进行计算，尤其需要非常复杂的计算和查询，延长了写入和访问的时间。

发明内容

为了解决写入和访问时间过长的技术问题，发明提供在多个缓冲存储器中根据权重信息缓存数据方法，通过利用多个缓冲存储器，将不同权重的待缓存数据分别存储到不同的缓冲存储器中，即根据待存储数据的权重信息进行分别处理。缓冲存储器中至少包括两类缓存数据，权重低的缓存数据和权重高的缓存数据，必要时可进一步细分权重，如权重低的缓存数据、权重中的缓存数据和权重高的缓存数据。另一方面，针对不同权重的缓存数据采用不同的替换策略，从而简化现有技术中复杂的替换算法。

具体地，本发明公开了一种在多个缓冲存储器中根据权重信息缓存数据方法，所述方法包括：

S10)接收待缓存数据以及待缓存数据的权重信息，其中所述待缓存数据的数据量不大于第一缓冲存储的存储空间的总量，同时所述待缓存数据的数据量不大于第二缓冲存储的存储空间的总量；

S20)如果待缓存数据的权重信息指示所述待缓存数据的权重为低权重，则将所述待缓存数据写入到第一缓冲存储器中；