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公開番号2022094332
公報種別公開特許公報(A)
公開日2022-06-24
出願番号2021199927
出願日2021-12-09
発明の名称コンピュータ実装方法、コンピュータシステム及びコンピュータプログラム(ストアドレインマージに従ってストア依存ロードをウェイクアップさせる面積及び電力効率的なメカニズム)
出願人インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション,INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION
代理人個人,龍華国際特許業務法人
主分類G06F 9/38 20060101AFI20220617BHJP(計算;計数)
要約【課題】ストアキューからキャッシュに書き込む際に該ストアエントリに関連してスリープ状態のロードをウェイクアップさせるストアドレインマージ動作を実行する。
【解決手段】システムは、ストアエントリを保持するストアキューと、ストアエントリ上のスリープ状態のロードエントリを保持するロードキューを含む。アウトオブオーダ実行ではロードはストアキューからバイパスロードし得るが、常には転送できない特定のシナリオが存在する。この場合、ロードはストアがキャッシュに書き込み完了までロードキューでウェイトする。プロセッサは、ストアドレインマージ動作の呼び出しを検出し、ドレインされる第1/第2ストアエントリに対応する第1/第2ストアタグ(stag)のペアを生成する。プロセッサは、偶数/奇数型stagのペアを検出した場合、対応するstagを無効にし、無効期間に関連する第1/第2ロードエントリをウェイクアップさせる。
【選択図】図6A
特許請求の範囲【請求項1】
従属的なストアエントリ上のスリープ状態のロードエントリをウェイクアップさせるためにストアドレインマージ動作を実行するコンピュータ実装方法であって、
プロセッサによって、前記ストアドレインマージ動作を実行するための呼び出しを検出する段階と、
ドレインされる第1ストアエントリに対応する第1ストアタグと、ドレインされる第2ストアエントリに対応する第2ストアタグとを有するストアタグのペアを生成する段階と、
前記ストアタグのペアが偶数型ストアタグ及び奇数型ストアタグのうち1つであると決定する段階であって、前記偶数型ストアタグのペアは、偶数ストアタグとしての前記第1ストアタグと、奇数ストアタグとしての前記第2ストアタグとを含み、前記奇数型ストアタグは、奇数ストアタグとしての前記第1ストアタグと、偶数ストアタグとしての前記第2ストアタグとを含む、段階と、
前記偶数型ストアタグのペアの決定に応じて、前記偶数型ストアタグのペアに含まれる前記奇数ストアタグを無効にする段階と、
前記奇数ストアタグが無効にされている間に、前記偶数型ストアタグのペアに含まれる前記偶数ストアタグに基づいて、前記偶数ストアタグに依存する第1ロードエントリと前記奇数ストアタグに依存する第2ロードエントリとをウェイクアップさせる段階と
を備える、コンピュータ実装方法。
続きを表示(約 1,500 文字)【請求項2】
前記第1ロードエントリ及び前記第2ロードエントリは、前記プロセッサの単一の所与のクロックサイクルでウェイクアップ済される、請求項1に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項3】
前記偶数ストアタグ及び前記奇数ストアタグは、複数のビットとして定義される、請求項1又は2に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項4】
前記奇数ストアタグを無効にする段階は、前記奇数ストアタグの最下位ビット(LSB)を無効にする段階を有する、請求項3に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項5】
前記奇数型ストアタグのペアの決定に応じて、前記プロセッサの第1クロックサイクル中に前記奇数ストアタグに依存する第1ロードエントリをウェイクアップする段階と、前記第1クロックサイクルに続く後続のクロックサイクルまで前記偶数ストアタグに依存する第2ロードエントリのウェイクアップを遅延させる段階とを実行する、請求項3又は4に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項6】
前記第2ロードエントリのウェイクアップを遅延させる前記段階は、前記偶数ストアタグのLSBを無効にする段階を有する、請求項5に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項7】
前記後続のクロックサイクルが前記ストアドレインマージ動作を実行するための呼び出しを除くまで前記第2ロードエントリのウェイクアップを遅延させる、請求項6に記載のコンピュータ実装方法。
【請求項8】
少なくとも1つの完了されるべきストアエントリを保持するように構成されたストアキューユニットと、
前記ストアキューユニットに含まれるストアエントリ上のスリープ状態の少なくとも1つのロードエントリを保持するように構成されたロードキューユニットと、
ストアドレインマージ動作を実行するための呼び出しを検出することと、前記ストアキューユニットからドレインされる第1ストアエントリに対応する第1ストアタグと、前記ストアキューユニットからドレインされる第2ストアエントリに対応する第2ストアタグとを含むストアタグのペアを生成することとを実行するように構成されたプロセッサと
を備え、
前記プロセッサは、前記ストアタグのペアが、偶数型ストアタグ及び奇数型ストアタグのうち1つであると決定し、前記偶数型ストアタグのペアは、偶数ストアタグとしての前記第1ストアタグと、奇数ストアタグとしての前記第2ストアタグとを含み、前記奇数型ストアタグは、奇数ストアタグとしての前記第1ストアタグと、偶数ストアタグとしての前記第2ストアタグとを含み、前記偶数型ストアタグのペアの決定に応じて、前記偶数型ストアタグのペアに含まれる前記奇数ストアタグを無効にし、前記奇数ストアタグが無効にされている間に、前記偶数型ストアタグのペアに含まれる前記偶数ストアタグに基づいて、前記偶数ストアタグに依存する第1ロードエントリと前記奇数ストアタグに依存する第2ロードエントリとをウェイクアップさせる、コンピュータシステム。
【請求項9】
前記第1ロードエントリ及び前記第2ロードエントリは、前記プロセッサの単一の所与のクロックサイクルでウェイクアップ済される、請求項8に記載のコンピュータシステム。
【請求項10】
前記偶数ストアタグ及び前記奇数ストアタグは、複数のビットとして定義される、請求項8又は9に記載のコンピュータシステム。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は一般に、コンピュータ処理システム、より具体的には、アウトオブオーダプロセッサにおける命令のシーケンシングに関連する。
続きを表示(約 2,900 文字)【背景技術】
【0002】
現代のコンピュータ処理システムに実装されているマイクロプロセッサは、多くの場合、ロード及びストアを順不同で実行して、以前の命令が完了するのを待機している間にアイドル状態になることを回避する。その一方で、プロセッサは、直ちに且つ独立して実行可能な次の命令を処理し得る。データロード及びデータストアが順不同で実行される場合、専用バッファが実装されて、ロードとストアとの間のデータ依存性を追跡し、ロード及びストアが正しいプログラム順序でデータを観測したことを保証する。特定のアーキテクチャにおいて、データストアは、ストアがそれらのアウトオブオーダ処理を完了するまでキャッシュに書き込みをせず、結果として、プログラムシーケンスにおけるより若い様々なデータロードが、より古いストアのデータの結果を要求し得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、データがまだキャッシュに書き込まれていないので、ロードがキャッシュからのデータを読み取らないことを保証するために、正確なデータロードの取り扱いが実装されなければならない。
【課題を解決するための手段】
【0004】
非限定的な実施形態によると、従属的なストアエントリ(dependent store entries)上のスリープ状態のロードエントリをウェイクアップさせるためにストアドレインマージ動作を実行するコンピュータ実装方法が提供される。方法は、プロセッサによって、ストアドレインマージ動作を実行する呼び出しを検出する段階と、ドレインされる第1ストアエントリに対応する第1ストアタグと、ドレインされる第2ストアエントリに対応する第2ストアタグとを有するストアタグのペアを生成する段階とを備える。方法はさらに、上記ストアタグのペアが偶数型ストアタグ及び奇数型ストアタグのうち1つであると決定する段階を備える。偶数型ストアタグのペアは、偶数ストアタグとしての第1ストアタグと、奇数ストアタグとしての第2ストアタグとを含み、一方で奇数型ストアタグは、奇数ストアタグとしての第1ストアタグと、偶数ストアタグとしての第2ストアタグとを含む。方法はさらに、偶数型ストアタグのペアを決定する段階に応じて、偶数型ストアタグのペアに含まれる奇数ストアタグを無効にする段階と、奇数ストアタグが無効にされている間に、偶数型ストアタグのペアに含まれる偶数ストアタグに基づいて、偶数ストアタグに依存する第1ロードエントリと奇数ストアタグに依存する第2ロードエントリとをウェイクアップさせる段階とを含む。
【0005】
別の非限定的な実施形態によると、コンピュータシステムは、従属的なストアエントリ上のスリープ状態のロードエントリをウェイクアップさせるためにストアドレインマージ動作を実行するように構成されている。コンピュータシステムは、少なくとも1つの完了されるべきストアエントリを保持するように構成されたストアキューユニットと、ストアキューユニットに含まれるストアエントリ上のスリープ状態の少なくとも1つのロードエントリを保持するように構成されたロードキューユニットとを備える。プロセッサは、ストアドレインマージ動作を実行するための呼び出しを検出することと、ストアキューユニットからドレインされる第1ストアエントリに対応する第1ストアタグと、ストアキューユニットからドレインされる第2ストアエントリに対応する第2ストアタグとを含むストアタグのペアを生成することとを実行するように構成される。プロセッサは、ストアタグのペアが、偶数型ストアタグ及び奇数型ストアタグのうち1つであると決定する。偶数型ストアタグのペアは、偶数ストアタグとしての第1ストアタグと、奇数ストアタグとしての第2ストアタグとを含み、一方で奇数型ストアタグは、奇数ストアタグとしての第1ストアタグと、偶数ストアタグとしての第2ストアタグとを含む。プロセッサは、偶数型ストアタグのペアを決定する段階に応じて、偶数型ストアタグのペアに含まれる奇数ストアタグを無効にし、奇数ストアタグが無効にされている間に、偶数型ストアタグのペアに含まれる偶数ストアタグに基づいて、偶数ストアタグに依存する第1ロードエントリと奇数ストアタグに依存する第2ロードエントリとをウェイクアップさせる。
【0006】
さらに別の非限定的な実施形態によると、従属的なストアエントリ上のスリープ状態のロードエントリをウェイクアップさせるためにストアドレインマージ動作を実行するようにコンピュータシステムを制御するためのコンピュータプログラム製品が提供される。コンピュータプログラム製品は、プログラム命令が具現化されたコンピュータ可読記憶媒体を含む。プログラム命令は、電子コンピュータプロセッサによって実行可能であり、プロセッサによって、ストアドレインマージ動作を実行する呼び出しを検出する段階と、ドレインされる第1ストアエントリに対応する第1ストアタグと、ドレインされる第2ストアエントリに対応する第2ストアタグとを有するストアタグのペアを生成する段階とを備える動作を実行するようにプロセッサを制御する。方法はさらに、上記ストアタグのペアが偶数型ストアタグ及び奇数型ストアタグのうち1つであると決定する段階を備える。偶数型ストアタグのペアは、偶数ストアタグとしての第1ストアタグと、奇数ストアタグとしての第2ストアタグとを含み、一方で奇数型ストアタグは、奇数ストアタグとしての第1ストアタグと、偶数ストアタグとしての第2ストアタグとを含む。方法はさらに、偶数型ストアタグのペアを決定する段階に応じて、偶数型ストアタグのペアに含まれる奇数ストアタグを無効にする段階と、奇数ストアタグが無効にされている間に、偶数型ストアタグのペアに含まれる偶数ストアタグに基づいて、偶数ストアタグに依存する第1ロードエントリと奇数ストアタグに依存する第2ロードエントリとをウェイクアップさせる段階とを含む。
【0007】
追加の技術的特徴及び利益が、本発明の技術を通じて実現される。本発明の実施形態及び態様は、本明細書において詳細に説明され、特許請求される主題の一部とみなされる。より良く理解するために、詳細な説明及び図面を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【0008】
本明細書に説明される排他的権利の詳細が特に指し示されており、明細書の結論における請求項で明確に主張されている。本発明の実施形態の上述の及び他の特徴並びに利点は、添付の図面と関連して記載される以下の詳細な説明から明らかである。
【0009】
1又は複数の非限定的な実施形態と関連して使用するための例示的なコンピュータシステムのブロック図である。
【0010】
非限定的な実施形態に係るコンピュータ処理システムに含まれるロードストアユニットのブロック図を図示する。
(【0011】以降は省略されています)

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