[发明专利]共享替换策略计算机高速缓存系统和方法

权利要求书

1.一种共享替换策略计算机高速缓存系统，包括：

主处理器；

牺牲品独占最后一级高速缓存，其以通信方式连接至所述主处理器；以及

窥探过滤器，其以通信方式连接至所述牺牲品独占最后一级高速缓存以及所述主处理器，其中所述窥探过滤器被构造为存储替换信息，所述替换信息包括存储状态和替换次序的元数据，使得历史访问数据被完全保存。

2.根据权利要求1所述的共享替换策略计算机高速缓存系统，还包括：

替换状态机，其被构造为管理所述牺牲品独占最后一级高速缓存与具有存储的替换信息的所述窥探过滤器之间的替换操作。

3.根据权利要求2所述的共享替换策略计算机高速缓存系统，其中，所述替换状态机被构造为根据存储在所述窥探过滤器中的替换信息管理所述替换操作。

4.根据权利要求2所述的共享替换策略计算机高速缓存系统，其中，响应于所述主处理器的读操作，所述牺牲品独占最后一级高速缓存被构造为：将替换信息传递至所述窥探过滤器、去除高速缓存行、并且将所述高速缓存行传递至所述主处理器。

5.根据权利要求4所述的共享替换策略计算机高速缓存系统，其中，响应于所述主处理器的读操作，所述牺牲品独占最后一级高速缓存被构造为：将标签传递至所述窥探过滤器，

其中，所述窥探过滤器被构造为：接收替换信息和标签而不是高速缓存行本身。

6.根据权利要求5所述的共享替换策略计算机高速缓存系统，其中，所述替换状态机被构造为：选择所述窥探过滤器中用于牺牲的条目、使得从窥探过滤器中牺牲掉选择的条目、并且使得所述窥探过滤器将替换信息和标签存储在该条目中。

7.根据权利要求6所述的共享替换策略计算机高速缓存系统，其中：

选择的条目包括跟踪高速缓存行；

所述替换状态机被构造为牺牲所述跟踪高速缓存行；

所述主处理器被构造为探测牺牲的高速缓存行；并且

所述替换状态机被构造为使得所述跟踪高速缓存行将被分配至牺牲品独占最后一级高速缓存中。

8.根据权利要求5所述的共享替换策略计算机高速缓存系统，其中，响应于所述主处理器的写操作，所述窥探过滤器被构造为将标签和替换信息传递至所述牺牲品独占最后一级高速缓存。

9.根据权利要求8所述的共享替换策略计算机高速缓存系统，其中，所述替换状态机被构造为：选择所述牺牲品独占最后一级高速缓存中的用于牺牲的条目、使得从所述牺牲品独占最后一级高速缓存中牺牲掉选择的条目、使得所述牺牲品独占最后一级高速缓存将替换信息和标签存储在所述牺牲品独占最后一级高速缓存中的该条目中、并且在所述牺牲品独占最后一级高速缓存中的该条目中分配新高速缓存行。

10.根据权利要求8所述的共享替换策略计算机高速缓存系统，其中，所述替换状态机被构造为将从所述牺牲品独占最后一级高速缓存中的任何读操作提升至所述窥探过滤器中的最近使用的条目。

11.根据权利要求9所述的共享替换策略计算机高速缓存系统，其中，从所述牺牲品独占最后一级高速缓存至窥探过滤器中的最近使用的条目的读操作对于所述主处理器是独占的。

12.根据权利要求9所述的共享替换策略计算机高速缓存系统，其中：

所述牺牲品独占最后一级高速缓存是伪独占最后一级高速缓存；并且

从所述窥探过滤器至所述伪独占最后一级高速缓存中的最近使用的条目的读操作对于包括主处理器的多个处理器是包容性的。