[发明专利]数据预取方法、处理器和设备

说明书

本发明提供一种数据预取方法、处理器和设备，其中，数据预取方法包括：取访存指令，访存指令指示将指定数据长度的待访问数据从存储器中加载到处理器核中，且指示按照指定的访存模式预取数据；对访存指令译码，生成访存请求；访存请求包括预取标识，预取标识指示了指定的访存模式；执行访存请求，以将待访问数据从存储器中加载到处理器核中，并根据预取标识按照指定的访存模式预取数据。本发明提供的数据预取方法，提升了数据预取的效率和准确率。

技术领域

本发明涉及计算机技术领域的处理器设计，尤其涉及一种数据预取方法、处理器和设备。

背景技术

现代处理器普遍采用多级高速缓存结构，以缓和处理器与主储存器之间的性能差距。为了进一步提高处理器的执行效率和数据吞吐率，在处理器取数过程中，通常还采用数据预取技术。该技术将处理器随后要处理的数据提前放置在高速缓存中，以减少实际访问数据时需要的较长延迟。

数据预取技术通常包括顺序预取技术、跨步预取技术、链式预取技术，等等。顺序预取是指一个接一个地连续预取数据的预取方法，例如预取：地址1的数据、地址2的数据、地址3的数据….。跨步预取是指按照一定的规律读取数据的预取方法，例如预取：地址1的数据、地址3的数据、地址5的数据…。顺序预取和跨步预取多应用于提升数据局部性较好或者访存模式比较规律的应用程序的访存性能。链式预取基于链式数据结构(Linked DataStructure，简称LDS)(例如指针，链表，栈，图)等不规则数据集。

处理器在取数时需要执行访存指令，从而将数据从存储器中取到处理器核中。而对于数据的预取，处理器需要分析当前处理器的访存模式和访存规律，然后按照此模式或规律提前将随后可能用到的数据取到处理器中。由于处理器预取是基于之前的访存操作对随后的访存操作进行预测，因此对于规律比较简单的访存模式，比较容易通过传统的顺序预取或者跨步预取获得较高性能。但是，对于链式数据结构，往往是先加载指针，然后再以该指针进行访存。由于处理器无法对指针进行准确预测，因此，使用传统的预取方法对链式数据结构进行预取，往往会导致较低的预取效率和准确率。

发明内容

本发明提供一种数据预取方法、处理器和设备，提升了数据预取的效率和准确率。

本发明提供的数据预取方法，包括：

取访存指令，所述访存指令指示将指定数据长度的待访问数据从存储器中加载到处理器核中，且指示按照指定的访存模式预取数据；

对所述访存指令译码，生成访存请求；所述访存请求包括预取标识，所述预取标识指示了所述指定的访存模式；

执行所述访存请求，以将所述待访问数据从所述存储器中加载到所述处理器核中，并根据所述预取标识按照所述指定的访存模式预取数据。

本发明提供的处理器，包括：

处理器核，用于取访存指令，所述访存指令指示将指定数据长度的待访问数据从存储器中加载到处理器核中，且指示按照指定的访存模式预取数据；对所述访存指令译码，生成访存请求；所述访存请求包括预取标识，所述预取标识指示了所述指定的访存模式；

存储部件，用于执行所述访存请求，以将所述待访问数据从所述存储器中加载到所述处理器核中，并根据所述预取标识按照所述指定的访存模式预取数据。

本发明提供的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本发明任一实施例提供的数据预取方法。

本发明提供了一种数据预取方法、处理器和设备，通过访存指令，可以给处理器提供明确的访存模式提示，处理器可以直接根据指定的访存模式完成数据预取，提升了处理器的处理效率、数据预取效率和准确率。

附图说明