JPH0553908A - 高速アクセス記憶装置 - Google Patents
高速アクセス記憶装置Info
- Publication number
- JPH0553908A JPH0553908A JP3211751A JP21175191A JPH0553908A JP H0553908 A JPH0553908 A JP H0553908A JP 3211751 A JP3211751 A JP 3211751A JP 21175191 A JP21175191 A JP 21175191A JP H0553908 A JPH0553908 A JP H0553908A
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- JP
- Japan
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- memory
- data
- address
- cpu
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- 230000015654 memory Effects 0.000 claims abstract description 99
- 230000004044 response Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】この発明は、画像データなどの広域なデータ領
域にアクセスする処理の場合にも、平均メモリアクセス
時間を小さくすることを目的とする。 【構成】並列動作を実行するn(n≧2)個のデータメ
モリと、それらのデータメモリに対し、CPUからのメ
モリアクセス要求を受けて並列リード/ライトを制御す
るメモリアクセスコントローラ2とを備え、メモリアク
セスコントローラ2は、CPUからの次のメモリリード
アクセス要求アドレスを予測して、複数の予測されたア
ドレスのデータを予めメモリから読み出してリードバッ
ファ6に記憶させ、CPUからのメモリリードアクセス
要求アドレスとこれら記憶された予測されたアドレスと
を比較し、一致した予測アドレスのデータをCPUに対
して出力させ、一致しない場合にのみメモリからそのア
ドレスのデータを読み出すアドレス予測回路4とするこ
とを特徴とする。
域にアクセスする処理の場合にも、平均メモリアクセス
時間を小さくすることを目的とする。 【構成】並列動作を実行するn(n≧2)個のデータメ
モリと、それらのデータメモリに対し、CPUからのメ
モリアクセス要求を受けて並列リード/ライトを制御す
るメモリアクセスコントローラ2とを備え、メモリアク
セスコントローラ2は、CPUからの次のメモリリード
アクセス要求アドレスを予測して、複数の予測されたア
ドレスのデータを予めメモリから読み出してリードバッ
ファ6に記憶させ、CPUからのメモリリードアクセス
要求アドレスとこれら記憶された予測されたアドレスと
を比較し、一致した予測アドレスのデータをCPUに対
して出力させ、一致しない場合にのみメモリからそのア
ドレスのデータを読み出すアドレス予測回路4とするこ
とを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、高速アクセス記憶装
置に関する。
置に関する。
【0002】
【従来の技術】汎用CPUからの高速アクセスを可能に
する高速メモリは、容量が小さく高価であるという欠点
を有している。そこで、従来は高速アクセス記憶装置と
してキャッシュメモリを付加したメモリシステムが使用
されている。キャッシュメモリはCPUとメインメモリ
との間に設置される半導体の高速メモリで、プログラム
の実行時にプログラムの一部(たとえば8キロバイト)
がこのメモリ内に読み込まれ、そこで命令の実行が高速
に行なわれる。
する高速メモリは、容量が小さく高価であるという欠点
を有している。そこで、従来は高速アクセス記憶装置と
してキャッシュメモリを付加したメモリシステムが使用
されている。キャッシュメモリはCPUとメインメモリ
との間に設置される半導体の高速メモリで、プログラム
の実行時にプログラムの一部(たとえば8キロバイト)
がこのメモリ内に読み込まれ、そこで命令の実行が高速
に行なわれる。
【0003】このキャッシュメモリシステムを使用する
ことによって、CPUからあるデータを参照するとき
に、そのデータを含むデータブロックをキャッシュメモ
リにコピーしておき、データアクセスをキャッシュメモ
リ上で行ない高速アクセスを実現することが可能にな
る。
ことによって、CPUからあるデータを参照するとき
に、そのデータを含むデータブロックをキャッシュメモ
リにコピーしておき、データアクセスをキャッシュメモ
リ上で行ない高速アクセスを実現することが可能にな
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来、キャッシュメモ
リシステムで使用されるキャッシュメモリの容量は小さ
いため、一度にキャッシュメモリ上にコピーできるデー
タ量は少ない。
リシステムで使用されるキャッシュメモリの容量は小さ
いため、一度にキャッシュメモリ上にコピーできるデー
タ量は少ない。
【0005】したがって、局所的なデータアクセスが多
い処理の場合には、キャッシュメモリ上にあるデータブ
ロック内のデータにアクセスする割合が比較的大きくな
るので、平均データアクセス時間が小さくなる。
い処理の場合には、キャッシュメモリ上にあるデータブ
ロック内のデータにアクセスする割合が比較的大きくな
るので、平均データアクセス時間が小さくなる。
【0006】しかし、画像データなどの広域なデータ領
域にアクセスする処理の場合には、キャッシュメモリ上
でデータアクセスする割合が小さくなり、キャッシュメ
モリを使用しても平均データアクセス時間を小さくする
ことはできない。この発明は、広いデータ領域にアクセ
スする処理の場合にも高速アクセスが可能な装置を提供
することを目的とする。
域にアクセスする処理の場合には、キャッシュメモリ上
でデータアクセスする割合が小さくなり、キャッシュメ
モリを使用しても平均データアクセス時間を小さくする
ことはできない。この発明は、広いデータ領域にアクセ
スする処理の場合にも高速アクセスが可能な装置を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の高速アクセス
記憶装置は、並列動作を実行するn(n≧2)個のデー
タメモリと、それらのデータメモリに対しCPUからの
データアクセス要求を受けて並列リード/ライトを制御
するメモリアクセスコントローラとを備えており、この
メモリアクセスコントローラがCPUからの次のデータ
リードアクセス要求アドレスを予測し、データを先読み
し保持しておく手段と、CPUからのメモリリードアク
セス要求アドレスと、これら記憶された予測されたアド
レスとを比較して、一致した予測アドレスのデータをC
PUに対して出力させ、一致しない場合にのみメモリか
らそのアドレスのデータを読み出す手段とを備えること
を特徴とする。CPUからのデータライトアクセス要求
時においては、ライトすべきアドレスを受けとった時点
で、ライト完了の信号を返し、その後にライトを実行す
る手段を備えることによって高速化を図っている。
記憶装置は、並列動作を実行するn(n≧2)個のデー
タメモリと、それらのデータメモリに対しCPUからの
データアクセス要求を受けて並列リード/ライトを制御
するメモリアクセスコントローラとを備えており、この
メモリアクセスコントローラがCPUからの次のデータ
リードアクセス要求アドレスを予測し、データを先読み
し保持しておく手段と、CPUからのメモリリードアク
セス要求アドレスと、これら記憶された予測されたアド
レスとを比較して、一致した予測アドレスのデータをC
PUに対して出力させ、一致しない場合にのみメモリか
らそのアドレスのデータを読み出す手段とを備えること
を特徴とする。CPUからのデータライトアクセス要求
時においては、ライトすべきアドレスを受けとった時点
で、ライト完了の信号を返し、その後にライトを実行す
る手段を備えることによって高速化を図っている。
【0008】
【作用】上記のように構成されたメモリアクセスコント
ローラは、並列動作を実行するn(n≧2)個のデータ
メモリに対し、CPUからのメモリアクセス要求を受け
て次のように並列リード/ライト制御を行なう。
ローラは、並列動作を実行するn(n≧2)個のデータ
メモリに対し、CPUからのメモリアクセス要求を受け
て次のように並列リード/ライト制御を行なう。
【0009】メモリリード時においては、CPUからの
以前のメモリリードアクセスにおけるアドレスから、そ
の後の複数回のメモリリードアクセスのアドレスを予測
し、そのアドレスのデータを先読みし保持しておく。予
測した複数回のメモリリードアクセスのアドレスが互い
に異なるデータメモリ1i(i=1,2,…,k)にあ
れば、先読みは複数メモリで並列に実行できる。そし
て、CPUから実際にメモリリードアクセスがあった際
には、実際のメモリリードアクセスのアドレスと先読み
したアドレスとを比較して、一致すれば先読みしていた
アドレスのデータをCPUに返す。これにより、連続す
るデータへのアクセス等に対し並列データアクセスを実
現し、平均アクセス時間を小さくすることが可能にな
る。
以前のメモリリードアクセスにおけるアドレスから、そ
の後の複数回のメモリリードアクセスのアドレスを予測
し、そのアドレスのデータを先読みし保持しておく。予
測した複数回のメモリリードアクセスのアドレスが互い
に異なるデータメモリ1i(i=1,2,…,k)にあ
れば、先読みは複数メモリで並列に実行できる。そし
て、CPUから実際にメモリリードアクセスがあった際
には、実際のメモリリードアクセスのアドレスと先読み
したアドレスとを比較して、一致すれば先読みしていた
アドレスのデータをCPUに返す。これにより、連続す
るデータへのアクセス等に対し並列データアクセスを実
現し、平均アクセス時間を小さくすることが可能にな
る。
【0010】メモリライト時においては、CPUからの
メモリライトアクセス要求を受け、ライトすべきアドレ
スを受け取った時点でCPUに対しライト完了の信号を
返し、その後にライトを実行する。連続してメモリライ
ト要求がある場合においても、ライトすべきアドレスが
互いに異なるデータメモリ1i(i=1,2,…,k)
にあれば、ライトは複数メモリで並列に実行できる。し
たがって、複数データメモリに順にライトを行なうよう
にデータアドレスを決定すれば、並列データアクセスを
実現して平均アクセス時間を小さくできる。
メモリライトアクセス要求を受け、ライトすべきアドレ
スを受け取った時点でCPUに対しライト完了の信号を
返し、その後にライトを実行する。連続してメモリライ
ト要求がある場合においても、ライトすべきアドレスが
互いに異なるデータメモリ1i(i=1,2,…,k)
にあれば、ライトは複数メモリで並列に実行できる。し
たがって、複数データメモリに順にライトを行なうよう
にデータアドレスを決定すれば、並列データアクセスを
実現して平均アクセス時間を小さくできる。
【0011】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明の一実施例を
説明する。
説明する。
【0012】図1は、この発明の一実施例を示す全体構
成図である。同図において、CPU10が接続されてい
るアドレスデータバス9には、k個のメモリアクセスコ
ントローラ2i(i=1,2,…,k)が並列に接続さ
れており、各メモリアクセスコントローラ2i(i=
1,2,…,k)には、データメモリ1i(i=1,
2,…,k)が接続されている。
成図である。同図において、CPU10が接続されてい
るアドレスデータバス9には、k個のメモリアクセスコ
ントローラ2i(i=1,2,…,k)が並列に接続さ
れており、各メモリアクセスコントローラ2i(i=
1,2,…,k)には、データメモリ1i(i=1,
2,…,k)が接続されている。
【0013】図2は、この発明によるメモリアクセスコ
ントローラ2i(i=1,2,…,k)の内部のブロッ
ク図であり、アドレスチェック回路3、アドレス予測回
路4、ライトバッファ5、リードバッファ6、ゲート7
a〜7d、ゲートコントローラ8で構成される。アドレ
スチェック回路3は、CPUからメモリアクセスコント
ローラ2iが受け取ったアドレスが、接続されているデ
ータメモリに割り当てられているか否かをチェックす
る。アドレス予測回路4は、以前のメモリリードアクセ
スにおけるアドレスから複数のアドレスを予測して、そ
のデータをデータメモリ1iからリードしてリードバッ
ファ6に記憶させ、予測したメモリアクセスアドレス
と、アドレスチェック回路3から入力された実際のメモ
リリード要求アドレスとを比較する。
ントローラ2i(i=1,2,…,k)の内部のブロッ
ク図であり、アドレスチェック回路3、アドレス予測回
路4、ライトバッファ5、リードバッファ6、ゲート7
a〜7d、ゲートコントローラ8で構成される。アドレ
スチェック回路3は、CPUからメモリアクセスコント
ローラ2iが受け取ったアドレスが、接続されているデ
ータメモリに割り当てられているか否かをチェックす
る。アドレス予測回路4は、以前のメモリリードアクセ
スにおけるアドレスから複数のアドレスを予測して、そ
のデータをデータメモリ1iからリードしてリードバッ
ファ6に記憶させ、予測したメモリアクセスアドレス
と、アドレスチェック回路3から入力された実際のメモ
リリード要求アドレスとを比較する。
【0014】CPU10からアドレスデータバス9によ
って伝達されたメモリリード/ライト信号,アドレス
は、メモリアクセスコントローラ2i(i=1,2,
…,k)に入力される。各メモリアクセスコントローラ
2i内部のアドレスチェック回路3は、前記メモリリー
ド/ライトアドレスが、接続されているデータメモリ1
iに割り当てられているアドレスであるかを調べ、割り
当てられていれば、メモリリード信号であるかメモリラ
イト信号であるかを調べる。
って伝達されたメモリリード/ライト信号,アドレス
は、メモリアクセスコントローラ2i(i=1,2,
…,k)に入力される。各メモリアクセスコントローラ
2i内部のアドレスチェック回路3は、前記メモリリー
ド/ライトアドレスが、接続されているデータメモリ1
iに割り当てられているアドレスであるかを調べ、割り
当てられていれば、メモリリード信号であるかメモリラ
イト信号であるかを調べる。
【0015】メモリライト信号であった場合には、アド
レスチェック回路3はライトバッファ5内のデータの有
無を調べる。ライトバッファ5内にデータが無ければゲ
ート7aを開き、CPU10からの(ライトすべき)デ
ータをライトバッファ5に入れる。ゲート7aを開いた
時点で、アドレスチェック回路3はCPU10にメモリ
ライト完了信号を返し、その後に、ライトバッファ5に
メモリライトアドレスを与える。ゲートコントローラ8
はゲート7cを開き、ライトバッファ5からデータメモ
リ1iに対してライトを実行する。ライトバッファ5内
にデータがすでに有る場合には(それ以前のメモリライ
ト信号による)メモリライト中と判断し、ウエイトす
る。
レスチェック回路3はライトバッファ5内のデータの有
無を調べる。ライトバッファ5内にデータが無ければゲ
ート7aを開き、CPU10からの(ライトすべき)デ
ータをライトバッファ5に入れる。ゲート7aを開いた
時点で、アドレスチェック回路3はCPU10にメモリ
ライト完了信号を返し、その後に、ライトバッファ5に
メモリライトアドレスを与える。ゲートコントローラ8
はゲート7cを開き、ライトバッファ5からデータメモ
リ1iに対してライトを実行する。ライトバッファ5内
にデータがすでに有る場合には(それ以前のメモリライ
ト信号による)メモリライト中と判断し、ウエイトす
る。
【0016】メモリリード信号であった場合には、アド
レスチェック回路3はCPU10からのメモリリードア
ドレスをアドレス予測回路4に送る。アドレス予測回路
4においては、このメモリリード信号が発生する前に以
前のアドレス値から複数のアドレスを予測し、それに基
づいてゲートコントローラ8はゲート7dを開き、それ
らの予測したアドレスのデータをリードバッファ6内に
フェッチしておく。
レスチェック回路3はCPU10からのメモリリードア
ドレスをアドレス予測回路4に送る。アドレス予測回路
4においては、このメモリリード信号が発生する前に以
前のアドレス値から複数のアドレスを予測し、それに基
づいてゲートコントローラ8はゲート7dを開き、それ
らの予測したアドレスのデータをリードバッファ6内に
フェッチしておく。
【0017】アドレス予測回路4においては、CPU1
0からのメモリリード要求アドレスと予測しておいたア
ドレスを比較して、一致するものがあれば、リードバッ
ファ6内に格納されている一致アドレス内のデータを、
ゲート7bを開いてCPU10に送る。一致するアドレ
スが無い場合には、ゲートコントローラ8はゲート7d
を開き、CPU10から受け取ったメモリリードアドレ
スのデータをデータメモリ1iからリードして、リード
バッファ6内にフェッチした後CPU10に送る。
0からのメモリリード要求アドレスと予測しておいたア
ドレスを比較して、一致するものがあれば、リードバッ
ファ6内に格納されている一致アドレス内のデータを、
ゲート7bを開いてCPU10に送る。一致するアドレ
スが無い場合には、ゲートコントローラ8はゲート7d
を開き、CPU10から受け取ったメモリリードアドレ
スのデータをデータメモリ1iからリードして、リード
バッファ6内にフェッチした後CPU10に送る。
【0018】このようにしてデータをCPU10に送っ
た後は、アドレス予測回路4は次のメモリリードアドレ
スを予測し、そのアドレス内のデータをフェッチしてリ
ードバッファ6内に格納しておく。次に、この発明によ
る具体的なアクセス例を示す。
た後は、アドレス予測回路4は次のメモリリードアドレ
スを予測し、そのアドレス内のデータをフェッチしてリ
ードバッファ6内に格納しておく。次に、この発明によ
る具体的なアクセス例を示す。
【0019】k×n個の配列データd(i,j)のリー
ド/ライトの例を説明する。d(1,1),d(2,
1),…,d(k−1,n),d(k,n)の順にアク
セスするものとする。
ド/ライトの例を説明する。d(1,1),d(2,
1),…,d(k−1,n),d(k,n)の順にアク
セスするものとする。
【0020】d(i,j)(j=1,2,…,n)をデ
ータメモリ1iに格納するとする。いま、ライトバッフ
ァ5からデータメモリ1iへのライトに要する時間をt
w、アドレスチェック回路3がアドレスをチェックして
ライトバッファ5にアドレスを与えるまでの時間をta
とする。このとき、 ta<tw/k であれば、k個のデータメモリ1iすべてが並列にライ
トを実行して、すべてのデータのライトは(ta+t
w)×(n+1)以下の時間で終了する。
ータメモリ1iに格納するとする。いま、ライトバッフ
ァ5からデータメモリ1iへのライトに要する時間をt
w、アドレスチェック回路3がアドレスをチェックして
ライトバッファ5にアドレスを与えるまでの時間をta
とする。このとき、 ta<tw/k であれば、k個のデータメモリ1iすべてが並列にライ
トを実行して、すべてのデータのライトは(ta+t
w)×(n+1)以下の時間で終了する。
【0021】次に、データメモリ1iにライトされたk
×n個の配列データd(i,j)を、d(1,1),d
(2,1),…,d(k−1,n),d(k,n)の順
にリードするものとする。
×n個の配列データd(i,j)を、d(1,1),d
(2,1),…,d(k−1,n),d(k,n)の順
にリードするものとする。
【0022】リードの場合、アドレス予測をアドレスの
差分で行なうようにする。このとき、最初の予測アドレ
スがすべてのメモリアクセスコントローラ2iで得られ
るまでに要する時間が、(ta+tw)×k×2で、そ
の後、ライトの場合と同様の並列動作により(ta+t
w)×(n−1)以下の時間ですべてのリードを終了す
る。
差分で行なうようにする。このとき、最初の予測アドレ
スがすべてのメモリアクセスコントローラ2iで得られ
るまでに要する時間が、(ta+tw)×k×2で、そ
の後、ライトの場合と同様の並列動作により(ta+t
w)×(n−1)以下の時間ですべてのリードを終了す
る。
【0023】
【発明の効果】以上詳記したようにこの発明によれば、
CPUからの次のメモリリードアクセス要求アドレスを
予測し、データを先読みし保持しておく手段と、CPU
からのメモリライトアクセス要求時においては、ライト
すべきアドレスを受け取った時点で、ライト完了の信号
を返し、その後にライトを実行する手段を備えることに
より、画像データなどの広域なデータ領域にアクセスす
る処理の場合にも、平均メモリアクセス時間を小さくす
ることができる。
CPUからの次のメモリリードアクセス要求アドレスを
予測し、データを先読みし保持しておく手段と、CPU
からのメモリライトアクセス要求時においては、ライト
すべきアドレスを受け取った時点で、ライト完了の信号
を返し、その後にライトを実行する手段を備えることに
より、画像データなどの広域なデータ領域にアクセスす
る処理の場合にも、平均メモリアクセス時間を小さくす
ることができる。
【図1】この発明の一実施例に係る高速アクセス記憶装
置の構成図。
置の構成図。
【図2】同実施例におけるメモリアクセスコントローラ
の詳細を示す回路構成図。
の詳細を示す回路構成図。
1…データメモリ、2…メモリアクセスコントローラ、
3…アドレスチェック回路、4…アドレス予測回路、5
…ライトバッファ、6…リードバッファ、7…ゲート、
8…ゲートコントローラ、10…CPU。
3…アドレスチェック回路、4…アドレス予測回路、5
…ライトバッファ、6…リードバッファ、7…ゲート、
8…ゲートコントローラ、10…CPU。
Claims (1)
- 【請求項1】 並列動作を実行するn(n≧2)個のデ
ータメモリと、それらのデータメモリに対し、CPUか
らのメモリアクセス要求を受けて並列リード/ライトを
制御するメモリアクセスコントローラとを備え、 メモリアクセスコントローラは、CPUからの次のメモ
リリードアクセス要求アドレスを予測して、複数の予測
されたアドレスのデータを予めメモリから読み出して記
憶する手段と、 CPUからのメモリリードアクセス要求アドレスと、こ
れら記憶された予測されたアドレスとを比較して、一致
した予測アドレスのデータをCPUに対して出力させ、
一致しない場合にのみメモリからそのアドレスのデータ
を読み出す手段とを備えていることを特徴とする高速ア
クセス記憶装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3211751A JPH0553908A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 高速アクセス記憶装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3211751A JPH0553908A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 高速アクセス記憶装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0553908A true JPH0553908A (ja) | 1993-03-05 |
Family
ID=16610982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3211751A Withdrawn JPH0553908A (ja) | 1991-08-23 | 1991-08-23 | 高速アクセス記憶装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0553908A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8065477B2 (en) | 2008-03-21 | 2011-11-22 | Toshiba Storage Device Corporation | Disk apparatus and advance data reading method |
-
1991
- 1991-08-23 JP JP3211751A patent/JPH0553908A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8065477B2 (en) | 2008-03-21 | 2011-11-22 | Toshiba Storage Device Corporation | Disk apparatus and advance data reading method |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981112 |