[发明专利]在基于处理器的设备中提供快速存储器废弃

说明书

公开了在基于处理器的设备中提供快速存储器废弃。就此而言，基于处理器的设备的指令集体系架构(ISA)提供存储器加载指令，存储器加载指令指示来自存储器地址的最终存储器加载操作(即，在由存储器加载指令表示的存储器加载操作被执行之后，存储器地址处的值不需要被维护)。在由基于处理器的设备的执行流水线接收到存储器加载指令后，与存储器加载指令的存储器地址相对应的条目在基于处理器的设备的系统存储器外部的中间存储器中被定位，并且被用以执行最终存储器加载操作。在使用条目执行最终存储器加载操作之后，针对条目的废弃指示符的值被设置以指示条目在其内容被写入系统存储器之前能够被重新使用。

技术领域

本公开的技术涉及基于处理器的设备中的存储器访问和维护，更具体地，涉及通过避免对系统存储器进行不必要的存储器存储操作来优化性能。

背景技术

实现基于处理器的设备的指令集体系架构(ISA)基本上以围绕存储器的使用为导向，其中由ISA提供的存储器存储指令用于将值写入系统存储器，并且由ISA提供的存储器加载指令用于从系统存储器读回值。这种存储器存储指令和存储器加载指令的一种用途是临时保存寄存器的值，然后在稍后恢复，以允许这些寄存器在基于处理器的设备内被用以其他目的。这种存储器使用的结果是，一旦执行了从系统存储器读取值并将值恢复到寄存器的存储器加载操作，则最初被保存的寄存器值可能不再需要继续驻留在系统存储器中。这种值可以被认为是“废弃的”，因为没有后续指令将需要为了获取寄存器值而引用系统存储器中的存储器位置。

然而，传统ISA操作的规则认为被写入到存储器的这种值是“永久”的，使得被存储到系统存储器的每个值对读取存储器位置的任何后续存储器加载指令保持可用，直到后续存储器存储指令将新值写入存储器位置。因此需要基于处理器的设备来维护系统存储器中的值，即使在值被后续存储器存储操作覆写之前，没有指令将再次尝试读取值的情况下也是如此。

此外，一些传统的ISA支持被称为“存储到加载转发”的特征，其中，在引用相同存储器位置的较早存储器存储操作之后的存储器加载操作在存储器存储操作已经将其值写入系统存储器之前可以被执行。利用存储到加载转发，要由存储器存储操作写入的值可以在其到达系统存储器之前从诸如存储缓冲器的中间存储器获取，并且可以被用以执行存储器加载操作。在这种情况下，如果在存储器加载操作之后没有后续存储器加载指令将访问值，则甚至在值到达系统存储器之前，值就可以被认为是废弃的。结果，要求基于处理器的设备保持废弃的值导致不必要的硬件资源(诸如存储缓冲器)的消费，并且增加了实现期望的系统性能级别所需的这种硬件资源的数目。

因此，需要一种更有效的机制来消除维护废弃值的需要。

发明内容

本文公开的示例性实施例包括在基于处理器的设备中提供快速存储器废弃。就此而言，在一个示例性实施例中，实现基于处理器的设备的指令集体系架构(ISA)提供可以指示来自给定存储器地址的最终存储器加载操作(即，可以指示在执行由存储器加载指令表示的存储器加载操作之后，不再需要维护被存储在存储器地址处的值)的存储器加载指令。在一些示例性实施例中，存储器加载指令可以包括定制操作码，同时，一些示例性实施例可以提供存储器加载指令包括现有操作码和定制最终读取指示符(例如，位指示符)。在基于处理器的设备的处理元件(PE)的执行流水线接收到存储器加载指令后，与存储器加载指令的存储器地址相对应的条目在基于处理器的设备的系统存储器外部的中间存储器中被定位，并且被用以执行最终存储器加载操作。在一些示例性实施例中，中间存储器可以是缓冲器(例如，作为非限制性示例，存储缓冲器、写回缓冲器、预提交缓冲器或存储器控制器缓冲器)，或者可以是高速缓存(例如，作为非限制性示例，数据高速缓存、统一高速缓存，或级别1(L1)、级别2(L2)、级别3(L3)或级别4(L4)高速缓存)。