[发明专利]近存储器计算体系结构

说明书

本发明涉及一种近存储器计算体系结构。在根据本公开的一个示例中，计算引擎块可以包括将处理内核连接到数据缓存的数据端口和用于实现对存储器的数据请求的服务的数据通信路径，其中该数据端口接收用于访问存储器的请求。处理内核可以被配置为识别在第一数据请求的预定地址范围中的数值，并且在第一数值被识别到时调整处理内核所使用的加载指令的位大小。

背景技术

数据中心功耗对客户而言可能是非常重要的因素，并且随着硬件和软件成本的下降而变得越来越重要。在某些情况下，数据中心的大部分能量可能花费在从储存器移动数据来进行计算并返回到储存器。

附图说明

以下详细描述参照附图，其中：

图1是结合近存储器计算体系结构的示例系统的框图；

图2是用于执行处理内核的替换功能的示例方法的流程图；

图3是结合近存储器计算体系结构的示例计算引擎块的流程图；和

图4是结合近存储器计算体系结构的示例系统的流程图。

具体实施方式

当前的片上系统(SoC)处理器可以针对直连式存储器(directly attachedmemory)进行定制。这些SoC处理器的地址空间可能会受到限制，并且它们的系统接口可能假设离主存储器小于100ns。然而，某些系统可能被设计用于解决网络化存储器(fabric-attached memory)的大量的池，这可能与当前SoC处理器的基本假设不兼容。

在此讨论的系统和方法使用被嵌入在模块级存储器控制器中的可编程内核来实现近数据处理(near-data processing)。近数据处理是一种将某些功能(例如，简单的数据移动)从CPU移除并为更重要的操作保留CPU存储器带宽的技术。近存储器处理器(NMP)可能具有与标准SoC处理器不同的性能特征，例如，较低的存储器访问延迟、更节能的存储器访问和计算以及较低的计算能力。

在此讨论的系统和方法使用微控制器设计，即使在存储器延迟为数百纳秒的应用中，该微控制器设计也能够快速扫描存储器。在某些方面，所设计的微控制器可以支持RISC-V指令集。在此描述的系统和方法可以利用RISC-V处理内核并且包括诸如片上网络(NoC)接口和远程存储器接口等附加特征。此外，体系结构的设计可以允许基于存储器中的观察数值来添加新特征并且不会引入会导致重新编译软件工具链的任何变化。在此讨论的设计能够降低功率，因为不得不切换来执行计算的晶体管更少。

结合近存储器计算体系结构的示例计算引擎块可以包括下述计算引擎块，该计算引擎块可以包括将处理内核连接到数据缓存的数据端口和用于实现对存储器的数据请求的服务的数据通信路径，其中该数据端口接收用于访问存储器的请求。处理内核可以被配置为识别在第一数据请求的预定地址范围中的数值，并且在第一数值被识别时调整处理内核所使用的加载指令的位大小。

图1是用于近存储器计算的示例系统100。系统100可以包括介质控制器105和存储器110。存储器控制器105可以包括计算引擎块112、114和数据结构116。计算引擎块112、114中的每个计算引擎块可以包括处理内核118、系统接口120、指令缓存122、数据缓存124、数据通信路径126和环形接口128。虽然系统100包括两个计算引擎块，但这是为了说明目的，并且系统可具有更多或更少数量的计算引擎块。而且，虽然计算引擎块114通过环形接口128来描绘，但是任何计算块可以具有元件118、120、122、124、126、128和/或附加组件的任何组合。