JPH0528040A - 高速メモリアクセス方式 - Google Patents

高速メモリアクセス方式

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JPH0528040A
JPH0528040A JP3178111A JP17811191A JPH0528040A JP H0528040 A JPH0528040 A JP H0528040A JP 3178111 A JP3178111 A JP 3178111A JP 17811191 A JP17811191 A JP 17811191A JP H0528040 A JPH0528040 A JP H0528040A
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JP
Japan
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cache memory
memory
cpu
speed
cache
Prior art date
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Withdrawn
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JP3178111A
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English (en)
Inventor
Yasushi Wauke
康 和宇慶
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 キャッシュメモリに対するミスヒットによる
ミスペナルティを軽減し、制御が簡単で、ハード量も比
較的少なく、より高速にメモリをアクセスする。 【構成】 キャッシュメモリ51を用いて高速アクセス
を行うコンピュータシステムにおいて、該キャッシュメ
モリ51とは別に、高速なノンキャッシュメモリ54を
CPUバス41に直接接続する。頻繁にアクセスされる
データやコードを、ノンキャッシュメモリ54に格納
し、該ノンキャッシュメモリ54とキャッシュメモリ5
1との選択を、メモリコントローラ32内の判定手段3
2aにより行う。通常のデータやコードはCPU31が
キャッシュメモリ51を介してアクセスするが、頻繁に
アクセスされるデータやコードは、CPU31がノンキ
ャッシュメモリ54に対して直接アクセスする。これに
より、メモリアクセス速度がより高速化できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、キャッシュメモリを有
するコンピュータシステムにおいて、プログラムの実行
等を高速に行うためのデータやコードの高速メモリアク
セス方式に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば次のような文献に記載されるものがあった。
【0003】日経データプロ編“32ビットマイクロプ
ロセッサの全容−企業・戦略・技術・市場動向”、(昭
61−12−10)日経マグロウヒル(株)P.244
−245従来、中央処理装置(CPU)およびメモリ等
を有するコンピュータシステムにおいて、該CPUとメ
モリ間の速度差を埋めるために、安価で大容量の低速の
メモリ、中ぐらいの容量でかつ中速なメモリ、および高
価で小容量の高速のメモリ等といったメモリ階層構造を
持っている。通常、この3階層のメモリの内、低速大容
量のメモリは2次メモリと呼ばれハードディスクで構成
され、さらに、中容量中速のメモリはメインメモリと呼
ばれ中速の半導体メモリ(例えば、ダイナミックRA
M)、小容量高速のメモリはキャッシュメモリと呼ばれ
高速な半導体メモリ(例えば、スタティックRAM)で
それぞれ構成されている。このようなコンピュータシス
テムの一構成例を図2に示す。
【0004】図2は、従来のコンピュータシステムの概
略を示す構成ブロック図である。
【0005】このコンピュータシステムでは、システム
全体をプログラム制御するCPU1と、複数のメモリの
選択等を行うメモリコントローラ2とを備えている。C
PU1には、CPUバス11を介してキャッシュメモリ
21が接続されている。さらに、そのキャッシュメモリ
21は、システムバス12に接続され、そのシステムバ
ス12に、メインメモリ22及びハードディスク23が
接続されている。
【0006】キャッシュメモリ21、メインメモリ22
及びハードディスク23は、メモリコントローラ2で、
メモリ間の選択やリ―ド/ライト等の制御が行われる。
そのうち、キャッシュメモリ21は、前記文献に記載さ
れているように、CPU1とメインメモリ22との間に
おかれるアクセス時間の速いメモリである。このキャッ
シュメモリ21は、メインメモリの内容の一部を該キャ
ッシュメモリ21上にコピーして該メインメモリ22へ
のアクセスのほとんどを該キャツシュメモリ21へのア
クセスで行えるようにすることで、CPU1のプログラ
ム実行性能の向上を図る機能を有してる。
【0007】キャッシュメモリ21の容量はメインメモ
リ22に比べて極めて小さい。そこで、メインメモリ2
2上のデータがキャッシュメモリ21上のどこに対応づ
けられるかを決める規則が必要である。この対応づけ方
式には、例えばセット・アソシアティブ(Set Associat
ive )方式、フル・アソシアティブ(Fully Associativ
e )方式、及びダイレクト・マッピング(Direct Mappi
ng)方式等がある。この内、基本となるセット・アソシ
エティブ方式は、キャッシュメモリ21とメインメモリ
22をブロック(ライン)単位に分割し、この単位で対
応づける方式である。
【0008】図2のコンピュータシステムにおいて、C
PU1がメインメモリ22をアクセスする場合、そのデ
ータがキャッシュメモリ21内に存在するとき(これを
キャッシュヒットという)は、直接該キャッシュメモリ
21の内容を使用することにより、高速アクセスが行わ
れてCPU1のプログラム実行性能が向上する。これに
対し、アクセスすべきデータがキャッシュメモリ21内
にない場合(これをキャッシュミスヒットという)、該
当するデータまたはコードをメインメモリ22よりシス
テムバス12を介してキャッシュメモリ21にもってこ
なければならない。更に、種々のメモリのアクセス形態
があるために、100%のヒット率を保証することは不
可能である。そこで、キャッシュメモリのヒット率を上
げるために、種々の方式が提案されている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
高速メモリアクセス方式では、CPU1とメインメモリ
22の速度差を埋めるために、キャッシュメモリ21を
用いており、しかもそのキャッシュメモリ21のヒット
率を上げるために、種々の方式が提案されている。しか
し、これらの種々の方式では、制御が複雑化すると共に
ハード量が増大し、未だ技術的に十分満足のゆく高速メ
モリアクセス方式を提案することが困難であった。
【0010】本発明は、前記従来技術が持っていた課題
として、制御の複雑化とハード量の増大を招くことな
く、的確な高速メモリアクセスを行うことが困難な点に
ついて解決した高速メモリアクセス方式を提供するもの
である。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、CPUとメインメモリとの間に設けられた
キャッシュメモリを用いて高速アクセスを行うコンピュ
ータシステムの高速アクセスメモリ方式において、バス
を介して前記CPUに接続されノンキャッシュでアクセ
ス可能な高速のノンキャッシュメモリと、処理内容に応
じて前記キャッシュメモリ及びノンキャッシュメモリの
うちのいずれが前記CPUのアクセス対象となっている
かを判定する判定手段とを、設ける。
【0012】そして、このノンキャッシュメモリと判定
手段とを用い、アクセス頻度の高いデータやコードを前
記ノンキャッシュメモリに格納しておき、前記判定手段
の判定結果によって指定される前記ノンキャッシュメモ
リに対して前記CPUが直接アクセスするようにしてい
る。
【0013】
【作用】本発明によれば、以上のように高速メモリアセ
ス方式を構成したので、CPUのレジスタの待避、グロ
ーバル変数の格納、高速かつ一定時間で応答が要求され
る割り込み等の処理プログラムを、予めノンキャッシュ
メモリに格納しておく。そして、通常のデータやコード
は、キャッシュメモリを介してCPUがアクセスする。
頻繁にアクセスされるようなデータやコードはノンキャ
ッシュメモリ中に格納されているので、判定手段32a
によって該ノンキャッシュメモリが選択され、それに対
してCPUがアクセスする。
【0014】これにより、簡単な制御で、ハード量の増
加も少なく、より高速にメモリアクセスが行える。従っ
て、前記課題を解決できるのである。
【0015】
【実施例】図1は、本発明の実施例を示すコンピュータ
システムの構成ブロック図である。
【0016】このコンピュータシステムは、システム全
体をプログラム制御するCPU31と、複数のメモリ間
の選択やリード/ライト等の制御を行うメモリコントロ
ーラ32とを備えている。CPU31は、従来と同様
に、CPUバス41を介してキャッシュメモリ51に接
続され、そのキャッシュメモリ51がシステムバス42
に接続されている。システムバス42には、メインメモ
リ52及びハードディスク53が接続されている。
【0017】このコンピュータシステムが従来と異なる
点は、CPUバス41に接続されたキャッシュメモリ5
1とは別に、ノンキャッシュでアクセス可能な高速のス
タテックRAM等のノンキャッシュメモリ54が、該C
PUバス41に接続されている。更に、CPU31で制
御されるメモリコントローラ32内に、処理内容に応じ
てキャッシュメモリ51とノンキャッシュメモリ54の
うちのいずれが該CPU31のアクセス対象になってい
るか否かを判定する判定手段32aが設けられている。
【0018】次に、図1のコンピュータシステムにおけ
る高速メモリアクセス方式について説明する。
【0019】通常のデータやコードはメインメモリ52
に格納し、頻繁にアクセスされるようなデータやコード
は、予めノンキャッシュメモリ54中に格納する。例え
ば、割り込み発生時またはCPU内部のレジスタのオー
バーフロー時のレジスタの待避先及びその待避プログラ
ム、グローバル変数、高速かつ一定時間で応答(リアル
タイム処理)が要求される割り込み等の処理プログラム
を、ノンキャッシュメモリ54に格納しておく。
【0020】CPU31が通常のデータやコードをアク
セスする場合、メモリコントローラ32内の判定手段3
2aがその処理内容を判断してキャッシュメモリ51を
選択する。すると、CPU31は、通常のデータやコー
ドがキャッシュメモリ51内に存在する場合、直接、該
キャッシュメモリ51に対してアクセスする。該当する
データやコードがキャッシュメモリ51内にないときに
は、メモリコントローラ32によってメインメモリ52
が制御され、該当するデータまたはコードを該メインメ
モリ52よりシステムバス42を介してキャッシュメモ
リ52へ転送する。この転送されたデータまたはコード
を、CPU31がアクセスすることになる。
【0021】このように通常のデータやコードはキャッ
シュメモリ51を介しアクセスするが、頻繁にアクセス
されるようなデータやコードは予めノンキャッシュメモ
リ54に格納されているので、メモリコントローラ32
内の判定手段32aにより、該ノンキャッシュメモリ5
4が選択され、そのノンキャッシュメモリ54内のデー
タやコードがCPUバス41を介してCPU31でアク
セスされる。この際、ノンキャッシュメモリ54は、C
PU31のメモリ空間にマッピングし、そのメモリ空間
はキャッシュ領域から除くことにより、キャッシュメモ
リ51とノンキャッシュメモリ54とのアクセスに対す
る区別を可能にさせる。
【0022】本実施例の高速メモリアクセス方式では、
次のような利点がある。
【0023】(a)頻繁にアクセスされるようなデータ
やコードは、ノンキャッシュメモリ54に格納されてい
るので、従来のようにキャッシュメモリ51に対するキ
ャッシュミスヒット時のミスペナルティが軽減され、C
PU31のプログラム実行性能が向上する。
【0024】(b)CPU31は直接ノンキャッシュメ
モリ54をアクセス可能であるため、割り込み等のリア
ルタイム処理を高速に行える。このリアルタイム処理上
重要となる応答速度の見積もりが容易になるため、シス
テム設計が簡単になる。
【0025】(c)キャッシュメモリ51とノンキャッ
シュメモリ54とを判定して選択するための判定手段3
2aは、回路構成の簡単なデコーダ等で構成できるた
め、ハード量の追加も比較的少なくてすむ。しかも、キ
ャッシュメモリ51とノンキャッシュメモリ54とを選
択し、該ノンキャッシュメモリ54が選択されたときに
は直接、CPU31が該ノンキャッシュメモリ54に対
してアクセスする構成であるため、制御が簡単である。
【0026】(d)ノンキャッシュメモリ54に対する
アクセス方式は、キャッシュメモリの制御方式(アルゴ
リズム)と独立であるため、キャッシュメモリ51の制
御方式がセット・アソシアティブ方式等といった種々の
方式にも、本実施例を適用できる。
【0027】(e)高速メモリアクセス方式を実現する
一つの方法として、人間にわかりやすいコンパイラ言語
で書かれたプログラムを機械語に翻訳する翻訳プログラ
ムであるコンパイラを用い、CPU31内のレジスタの
割り付け時間を短縮してアクセス速度の高速化を図る手
法もある。このような手法のCPU31に対し、本実施
例のようにノンキャッシュメモリ54を付加することに
より、コンパイラによるレジスタ割り付けの処理時間を
軽減でき、それによってよりアクセス速度の高速化が可
能となる。
【0028】なお、本発明は上記実施例に限定されず、
例えば図1のコンピュータシステムに、CPU31を介
することなく入出力装置とメモリ間のデータの転送を行
うDMA(direct memory access)等の機能ブロックを
付加する等、種々の変形が可能である。
【0029】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、キャッシュメモリとは別に高速なノンキャッシュ
メモリをバスを介してCPUに接続し、頻繁にアクセス
されるデータやコードをそのノンキャッシュメモリに格
納し、判定手段で選択された該ノンキャッシュメモリに
対してCPUが直接アクセス可能な構成にしたので、キ
ャッシュメモリに対するミスヒットによるミスペナルテ
ィが軽減し、CPUのプログラム実行性能が向上する。
【0030】しかも、頻度の高いデータやコードがノン
キャッシュメモリに格納されているので、CPUは直接
そのデータやコードを利用でき、制御が簡単で、ハード
量の増加も少なく、高速にメモリアクセスができる。従
って、コンピュータシステムの全体の処理速度が向上
し、該コンピュータシステムの信頼性がより向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すコンピュータシステムの
概略の構成ブロック図である。
【図2】従来のコンピュータシステムの概略の構成プロ
ック図である。
【符号の説明】
31 CPU 32 メモリコントローラ 32a 判定手段 41 CPUバス 51 キャッシュメモリ 52 メインメモリ 54 ノンキャッシュメモリ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 中央処理装置とメインメモリとの間に設
    けられたキャッシュメモリを用いて高速アクセスを行う
    コンピュータシステムの高速メモリアクセス方式におい
    て、 バスを介して前記中央処理装置に接続されノンキャッシ
    ュでアクセス可能な高速のノンキャッシュメモリと、処
    理内容に応じて前記キャッシュメモリ及びノンキャッシ
    ュメモリのうちのいずれが前記中央処理装置のアクセス
    対象になっているかを判定する判定手段とを用い、 アクセス頻度の高いデータやコードを前記ノンキャッシ
    ュメモリに格納しておき、前記判定手段の判定結果によ
    って指定される前記ノンキャッシュメモリに対して前記
    中央処理装置が直接アクセスすることを特徴とする高速
    メモリアクセス方式。
JP3178111A 1991-07-18 1991-07-18 高速メモリアクセス方式 Withdrawn JPH0528040A (ja)

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JP3178111A JPH0528040A (ja) 1991-07-18 1991-07-18 高速メモリアクセス方式

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JPH0528040A true JPH0528040A (ja) 1993-02-05

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ID=16042851

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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60176313A (ja) * 1984-02-21 1985-09-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd ハウリング抑圧装置
JPS6160100A (ja) * 1984-08-31 1986-03-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd ハウリング抑圧装置
WO1995009393A1 (en) * 1993-09-27 1995-04-06 Apple Computer, Inc. Apparatus and method for emulation routine instruction issue
US5574887A (en) * 1993-09-20 1996-11-12 Apple Computer, Inc. Apparatus and method for emulation routine pointer prefetch
WO1996036919A1 (fr) * 1995-05-19 1996-11-21 Hitachi, Ltd. Micro-ordinateur
US5668969A (en) * 1993-09-20 1997-09-16 Apple Computer, Inc. Address selective emulation routine pointer address mapping system
US5822762A (en) * 1994-12-12 1998-10-13 Fujitsu Limited Information processing device with decision circuits and partitioned address areas
US6529711B1 (en) 1998-05-29 2003-03-04 Nec Corporation Terminal for wireless communication
JP2005301589A (ja) * 2004-04-09 2005-10-27 Renesas Technology Corp データ処理装置
US7136965B2 (en) 2000-08-07 2006-11-14 Nec Corporation Microcomputer

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60176313A (ja) * 1984-02-21 1985-09-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd ハウリング抑圧装置
JPS6160100A (ja) * 1984-08-31 1986-03-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd ハウリング抑圧装置
US5574887A (en) * 1993-09-20 1996-11-12 Apple Computer, Inc. Apparatus and method for emulation routine pointer prefetch
US5668969A (en) * 1993-09-20 1997-09-16 Apple Computer, Inc. Address selective emulation routine pointer address mapping system
WO1995009393A1 (en) * 1993-09-27 1995-04-06 Apple Computer, Inc. Apparatus and method for emulation routine instruction issue
US5822762A (en) * 1994-12-12 1998-10-13 Fujitsu Limited Information processing device with decision circuits and partitioned address areas
WO1996036919A1 (fr) * 1995-05-19 1996-11-21 Hitachi, Ltd. Micro-ordinateur
US6529711B1 (en) 1998-05-29 2003-03-04 Nec Corporation Terminal for wireless communication
US7136965B2 (en) 2000-08-07 2006-11-14 Nec Corporation Microcomputer
JP2005301589A (ja) * 2004-04-09 2005-10-27 Renesas Technology Corp データ処理装置

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Effective date: 19981008