[发明专利]远程原子操作指令

说明书

所公开的实施例涉及原子存储器操作。在一个示例中，一种以原子方式且以弱排序执行指令的方法包括：由取出电路系统从代码存储设备中取出所述指令，所述指令包括操作码、源标识符和目的地标识符；由解码电路系统对所取出指令进行解码；由调度电路在系统中的多个电路当中选择执行电路；由所述调度电路按照一定顺序关于其他指令而乱序调度对经解码指令的执行，所述顺序被选择为优化等待时间、吞吐量、功率和性能中的至少一项；以及由数执行电路执行所述经解码指令以便：以原子方式从由所述目的地标识符标识的位置中读取数据；如所述操作码指定的那样对所述数据执行操作，所述操作将使用由所述源标识符标识的源操作数；并且将结果写回到所述位置中。

技术领域

本发明的领域总体上涉及计算机处理器架构，并且更具体地涉及远程原子操作(RAO)指令。

背景技术

原子存储器操作是这样一个操作：在所述操作期间，处理器核可以读取位置、修改所述位置并且采用对于其他核来说看起来是单个操作的操作来将所述位置写回。核可以指单线程架构中的物理核或多线程架构中的逻辑核。多核系统中的原子存储器操作是无法被分成任何更小部分或者对于系统中的其他核来说似乎是单个操作的操作。读取-修改-写入(read-modify-write)是这样一类原子存储器操作之一：所述原子存储器操作既读取存储器位置又作为同一操作(至少与对于多核系统中的其他核来说似乎相同的操作)的一部分将新值写入所述存储器位置中。

通常，在多核系统中执行原子操作，特别在核当中存在竞争的情况下，可能是昂贵且效率低的。保持被以原子方式访问的变量的高速缓存行可以在多核以及跨共享互连的多个私有高速缓存当中被“乒乓化(ping-ponged)”。一致性开销还可以将吞吐量限制为例如每100个时钟周期在给定高速缓存行上少于一个原子操作。在上百个线程正在尝试访问同一行的情况下，所述行中的最后线程可能必须等待非常长的时间，如例如，多于25,000个时钟周期。

除了等待时间的问题之外，高速缓存行乒乓为在多个节点当中的互连网络业务量带来显著的压力。

附图说明

本发明是通过示例说明的，而不仅局限于各个附图的图示，在附图中，相同的附图标记表示类似的元件，并且其中：

图1是框图，展示了根据一些实施例的用于执行远程原子操作指令的处理组件；

图2是根据一些实施例的将由用于执行远程原子操作指令的处理器执行的过程的流程图；

图3展示了根据一些实施例的用于执行远程原子操作指令的多核处理器的各个部分；

图4是根据一些实施例的由用于执行远程原子操作指令的处理器所执行的过程的流程图；

图5是根据一些实施例的用于执行远程原子操作指令的第二更具体的示例性系统的框图；

图6展示了根据一些实施例的具有被映射用于在各位置处执行RAO指令的各个存储器区域的物理存储器；

图7是框图，展示了根据一些实施例的远程原子操作指令的格式；

图8是框图，展示了根据一些实施例的远程原子操作指令的格式和可选参数；

图9是框图，展示了对RAO指令的执行；

图10展示了用于处理RAO指令的硬件的实施例；

图11展示了由处理器执行RAO指令的过程；

图12A至图12B是框图，展示了根据本发明的实施例的通用向量友好指令格式及其指令模板；

图12A是框图，展示了根据本发明的实施例的通用向量友好指令格式及其A类指令模板；

图12B是框图，展示了根据本发明的实施例的通用向量友好指令格式及其B类指令模板；