[发明专利]复合缓存目录系统及其管理方法

说明书

本公开提供了一种复合缓存目录系统及其管理方法、设备和存储介质。其中该复合缓存目录系统包括：缓存行缓存目录子系统，包括缓存行缓存目录及其控制模块，其中缓存行缓存目录包括用于存放一部分缓存行的属性信息的多个缓存行目录项，其控制模块用于在缓存行缓存目录中查找指定的缓存行并对缓存行目录项进行更新；地址块缓存目录子系统，包括地址块缓存目录及其控制模块，其中地址块缓存目录包括用于以地址块的形式存放另一部分缓存行的属性信息的多个地址块目录项，其控制模块用于在地址块缓存目录中查找指定的缓存行并对地址块目录项进行更新；以及结果综合模块，用于对查找结果进行综合并确定是否为指定的缓存行分配地址块目录项。

技术领域

本公开涉及缓存目录技术，更具体地，涉及复合缓存目录系统及其管理方法、设备和存储介质。

背景技术

处理器访问主存储器的地址轨迹通常可分为两类，第一类是相对离散的访问，此类访问的地址轨迹较为随机，第二类是相对连续的访问，由于处理器操作系统在分配主存储器时通常以页为单位，同时由于软件操作的空间局部性，此类访问在一定范围内访问的来源(发起访问的处理器)和访问的顺序都较为固定。当前主流的缓存目录主要有以缓存行为监测粒度的单级缓存目录，以较大地址范围(地址块)为监测粒度的单级缓存目录，或将缓存行缓存目录和地址块缓存目录进行结合的多级缓存目录。对于第一类访问，通常使用缓存行缓存目录，其监测精度高但占用芯片面积大，而对于第二类访问通常使用地址块缓存目录，其具有更大容量且扩展性更优，但其监测精度低且会导致大量不必要探测，因此，出现了将缓存行缓存目录和地址块缓存目录进行结合的多级缓存目录。但是，目前的多级缓存目录仅是对于这两种单级缓存目录的简单组合，并不能实现对两种单级缓存目录的结合优化以取长补短。

因此，需要一种监测精度高、容量大、占用芯片面积小且减少不必要探测的复合缓存目录系统。

发明内容

为了解决上述问题，通过基于主存访问的地址轨迹来确定两种缓存目录各要监测的缓存行，并根据主存访问实时地更新相应的缓存目录，以利用两种缓存目录的特性实现对其的优化结合。

本公开的实施例提供了一种复合缓存目录系统，包括：缓存行缓存目录子系统，包括缓存行缓存目录和缓存行缓存目录控制模块，其中，所述缓存行缓存目录包括用于存放缓存系统中的至少一部分缓存行的属性信息的多个缓存行目录项，所述缓存行缓存目录控制模块用于在所述缓存行缓存目录中查找指定的缓存行所对应的缓存行目录项，并基于查找结果来确定是否对所述缓存行目录项进行更新；地址块缓存目录子系统，包括地址块缓存目录和地址块缓存目录控制模块，其中，所述地址块缓存目录包括用于以地址块的形式存放关于缓存系统中的另一部分缓存行的属性信息的多个地址块目录项，所述地址块缓存目录控制模块用于在所述地址块缓存目录中查找所述指定的缓存行所对应的地址块目录项，并基于查找结果来确定是否对所述地址块目录项进行更新；以及结果综合模块，用于对所述缓存行缓存目录子系统和所述地址块缓存目录子系统的查找结果进行综合以得到综合查找结果，并基于所述综合查找结果来确定是否为所述指定的缓存行分配地址块目录项。