JPS5942686A - 情報処理装置 - Google Patents

情報処理装置

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JPS5942686A
JPS5942686A JP57152034A JP15203482A JPS5942686A JP S5942686 A JPS5942686 A JP S5942686A JP 57152034 A JP57152034 A JP 57152034A JP 15203482 A JP15203482 A JP 15203482A JP S5942686 A JPS5942686 A JP S5942686A
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JP
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write
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JP57152034A
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JPS6343774B2 (ja
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Hideki Nishimura
英樹 西村
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING OR CALCULATING; COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F12/00Accessing, addressing or allocating within memory systems or architectures
    • G06F12/02Addressing or allocation; Relocation
    • G06F12/08Addressing or allocation; Relocation in hierarchically structured memory systems, e.g. virtual memory systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はバッファメモリ及び主記憶装置に対する書込
要求を貯蔵するストアバッファを有する情報処理装置に
関する。
〈従来技術〉 バッファメモリを有する情報処理装置では、その処理装
置の演算処理部からの命令読出及びオペランドの読出、
書込などデータの読出、書込に対してバッファメモリを
アクセスする。ノくソファメモリが存在しない場合は、
バッファメモリに比して低速大容量の主記憶装置を常に
アクセスするため、アクセスタイムが大きく性能の向上
は見込めない。
演算処理部から読出要求があった場合、ノくソファメモ
リをアクセスし、所望のデータが存在すればそこから直
接データを取出せばよく、低速な主記憶装置を起動する
のはバッファメモリに所望のデータがなく、その所望の
データを含む1ブロツクのデータを主記憶装置からバッ
ファメモリへ転送する時だけである。
演算処理部からの書込要求に対しては、・<ソファメモ
リは主記憶装置の写しであって、・(ソファメモリと主
記憶装置間のデータ内容に不一致を生じさせ々いため、
バッファメモリに書込動作を行なうと同時に主記憶装置
にも同じデータを書込む方法が用いられ、これはストア
スルーと呼ばれる。
即ち、書込動作では必ず低速な主記憶装置を起動する必
要があった。
これを避けるべく、演算処理部から書込要求があった場
合は、とりあえずバラフナメモリに書込動作を行なうに
とどめ、適当な時期例えばバッファメモリの1ブロツク
の置換が必要になったときに、置換の対象のブロックが
書替えられていればそのブロックを主記憶装置に書込む
方法もある。
この方法はストアスワップと呼ばれているが、複数の情
報処理装置が主記憶装置のメモリエリアを共有するシス
テムでは、主記憶装置とバッファメモリのデータの同期
が難しい。即ち、主記憶装置に対し、1ブロツクの読出
要求を行なった場合、他の情報処理装置のバッファメモ
リに対しflf(7)データの有無を常に確認する必要
がある。以上から現在実施されている書込方式のほとん
どはストアスル一方式である。
バッファメモリへの書込動作は、その制御及び使用する
RAM(ランダムアクセスメモリ)素子の特性上、読出
動作に比較して多くの時間を要する。即ち、書込動作は
読出動作に比べてそのザイクルタイムが大きい。塘だ、
前記ストアスル一方式ではバッファメモリと主記憶装置
に同時に店込む必要があり、主記憶装置が書込要求を受
付けることができない場合は情報処理装置の処理を一時
停正せざるを得ない。
以上の問題を解決するため、情報処理装置内に演算処理
部からの書込要求を保持しておくストアバッファを設け
、書込要求はストアバッファに格納された時点でとりあ
えず動作を終了させ、演算処理部から次の要求を受付け
る。ストアバッファはバッファメモリ、主記憶装置の空
き時間を見つけて書込動作を実施する。ストアバッファ
(はバッファメモリの一部として扱われ、演算処理部か
らの読出要求に対しては当然参照の対象となる。
性能を高める/こめには、演算処理部に対して読出デー
タをできる限り速く供給する必要がある。
これは読出要求によるストアバッファの掃出しを最小限
に留める必要があることを示している。′!。
た読出要求による所望のデータがバッファメモリにもス
トアバッファにも存在しない場合、ブロック転送を行な
うが、ストアバッファに同一ブロック内側アドレスの書
込要求が存在する可能性があシ、フロック転送終了迄ス
トアバッファの掃出しを止めるか同一ブロックに遭遇し
た場合、バッファメモリの登録を消去するかのいずれか
の処置が必要であシ、これが実施されている。
〈発明の概要〉 この発明はバックアメモリとストアバッファを備えだ情
報処理装置において、ストアバッファとバッファメモリ
の間の制御を容易にし、読出、書込動作の性能を最大限
にひき出すことを目的としている。
この発明によれば、主記憶装置と接続され、主記憶装置
の記憶内容の写しをブロック単位で保持するバッファメ
モリを有する情報処理装置において、主記憶装置及びバ
ッファメモリへの書込要求を貯蔵しておくストアバッフ
ァを備え、そのストアバッファはストアバッファに貯蔵
されているすべての書込アドレスと読出要求にイー1随
するE1冒」3アドレスを比較する手段を持ち、その比
較手段t」ニブロック単位で比較して一致を検出する第
1比較手段と、あらかじめ設定された書込データ’1h
rr ip位で比較して一致を検出する第2比較手段を
含む(1・を成とされている。
〈実施例〉 以下、図面を参照してこの発明を説明する3゜第1図を
参照しよう、この発明が適用される情報処理装置1は主
記憶装置2に対してインタフェース3を介して接続され
ている。この情報処理装置1は演算処理部11を備え、
演算処理部11は読出、書込要求をアドレスを伴った形
でバッファメモリ12及びストアバッファ13に送出す
る1、書込データは演算処理部11からストアバッファ
13に与えられる。
この発明においては、ストアバッファ13は、演算処理
部11からの書込要求をバッファメモリ]2及び主記憶
装置2に対して実行する前のステ−ジに配置する構成を
とる。演算処理部11からの書込データは、通常、書込
要求及びそれに付随する書込アドレスよりも遅れて与え
られることが多く、前記のように配置することにより、
その遅れを吸収することができる。この構成をとった場
合、読出要求に際しストアバッファ13も索引の対象と
なる。
第2図は第1図中のバッファメモリ12及びストアバッ
ファ13の詳細例を示す。第1図中のストアバッファ1
3は第2図中の破線で示されたアドレス部13−1、書
込データ部13−2に分けられる。この実施例ではバッ
ファメモリ12の1ブロツクを64バイトとし、書込デ
ータ幅と読出データ幅及び第1図におけるインタフェー
ス3のデータ幅はすべて同じとし、これを8バイトとす
る。
従って主記憶装置2からバッファメモリ12へのブロッ
ク転送は8回転送となる。この情報処理装置1はクロッ
ク周期で動作し、1クロツク必要とする場合ITと呼び
、2クロツク必要とする場合2Tと呼び以下同様である
読出要求に際し、読出アドレスは演算処理部11から第
1切換回路41を経てレジスタ(FAI)31にセット
される。レジスタ3Jに十ノドされだ読出アドレスは、
バッファメモリ12のストレージ部をアクセスする。こ
のストレージ音15iはアドレスアレイ21(略してA
A)及びデータアレイ22(略してDA)から成る。ア
ドレスアレイ21は各ブロックのティレフトリ、データ
アレイ22は各ブロックのデータをそれぞれ格納し2て
いる。
アドレスアレイ21に散り出アドレスを含むブロックが
存在するか否かを第3比較回路46で一致を検出するこ
とにより行ない、次のクロックでレジスタ(AHR)3
6にセットされる。
ストアバッファアドレスレジスタ(STB−ADR)2
3は書込要求に付随する切込アドレスを貯蔵しており、
この5TB−ADR23に貯蔵されている全ての引込ア
ドレスと入力され/コ、;冗出アドレスとを第1比較回
路44及び第2比転回路45で比較され、これらの比較
結果が次のクロックでそれぞれレジスタ(SHRI)3
7及びレジスタ(SI(R2)38にセットされる。第
1比較回路44はブロック単位、即ち64バイト単位の
比較を行ない、第2比較回路45は読出、書込データ幅
である8バイト単位の比較を行なう。
レジスタ(FAI)31にセットされた読出アドレスは
次のクロックでレジスタ(PA2)32に移送され、第
1〜第3比較回路44〜46の結果はそれぞれレジスタ
5HRI、5HR2及びAHRにセットされる。また第
3比較回路46で一致が検出されれば、読出アドレスで
示される読出データ幅がレジスタ(RDR)34にセッ
トされる。
こ\で読出要求に対する動作を決定する。この動作は次
の4コのうちのいずれがである。
動作lニスドアバッファ13に貯蔵されている書込要求
を掃出し、その後ブロック転 送を行なう。
動作2:レジスタ(RDR)34にセットされた読出デ
ータを要求元の演算処理部11に送る。
動作3ニスドアバツフア13の掃出しを行なゎず、ブロ
ック転送を行なう。。
動作4ニスドアバツフアJ3に貯蔵されている書込要求
を掃出し、その後バッファメ モリ12を読出す。
読出要求に対する動作の決定はレジスタS ](HR1
’、5HR2及びAHRの内容によって決定される。
第3図に前記3つのレジスタ36〜38に対する動作を
示す。レジスタS HR1はブロックrii位で比較し
て一致を検出する第1比較手段の結果が格納され、第3
図では一致が検出された場合” T−ビ、不一致の場合
” M ”で表わす。レジスタS JT R2はあらか
じめ設定された書込データ幅単位の−43(を検出する
第2比較手段の結果が格納され、4r> 3図における
表現は同じである。レジスタA I−I Ruバッファ
メモリ12に読出アドレスを含むブロックの存在の有無
を示し、存在する場合゛F1″″、存在しすl/”;3
 合” M ”で表わす。こ\で、レジスタ5HR27
)K”H”ノ場合、レジスタS HR1u ” I−1
”であり、レジスタS HR1カ”M’V)場合、v 
シスタ5J−TR2もu MIIである。
読出要求に対する処理が動作1に決定されるのは論理式
で表現すると、 5HRI−AHR であり、バッファメモリ12に所望のデータが存在しな
いのでブロック転送を行うべきであるが、同一ブロック
内側アドレスに書込要求が存在するため、ストアバッフ
ァ13の掃出しを行なった後ブロック転送を行う場合で
ある。これはブロック転送中のストアバッファ13の掃
出しに対する保証となる。すなわち、ブロック転送中に
ストアバッファ13の掃出しが行なわれると、バッファ
メモリ12に書込データが書込まれた後に、ブロック転
送による古いデータによって書替えられ、データ化4に
なる。
動作2に決定されるのは論理式で表現すると、5HR2
・AHR であり、バッファメモリ12に所望のデータが存在して
、且つストアバッファ13に同じアドレスの書込要求が
存在しない場合である。動作2ではバッファメモリ12
から読出したデータか格納されているレジスタRDRの
内容を要求元の演算処理部11に送出する。
動作3に決定されるのは論理式で表現すると、5HRI
・AHR であり、ブロック転送要求を主記憶装置2に対し発行す
る。
動作4に決定されるのは、論理式で表現すると、5HR
2・AHR でアシ、バッファメモリ12及びストアバッファ13の
両方に所望のデータが存在するが、ストアバッファ13
の書込データが最新のため、ストアバッファ13を掃出
し後、改めてバッファメモリ12を読出す。
こ\で第2図に戻ってブロック転送のD・JJ作説明を
行なう。レジスタPA2から主起1.ζ(装置1q2に
対し、ブロック転送要求が発行されると、主記憶装置2
からの読出データを受取るために必要な情報をバッファ
(RZB)25に格納しておく。主記憶装置2から挽出
データが送られてくると、第3切換回路43を通してレ
ジスタ(WDR)35にセットされる。同じタイミング
でバッファ(RZB)25に格納されている読出アドレ
スはレジスタFAIにセットされ、レジスタWDRの内
容はデータアレイ22に書込まれるとともに第2切換回
路42を通してレジスタ(RDR)34にセットされ、
要求元にリプライとして送出される。この実施例では主
記憶装置2からの読出しは1ブロック単位で8回転送で
ある。
次に書込要求の動作説明を行なう。
演算処理部11からの書込要求はその書込アドレスがレ
ジスタ(PAL)にセットされ、次のクロックで5TB
−ADR23に格納される。ストアバッファ13の掃出
しは書込アドレスをレジスタFAIにセットし、以前レ
ジスタl) A 1にセットされていたアドレスをレジ
スタ(BAR)33に退逃する。そしてバッファメモリ
12のアドレスアレイ21を索引し、第3比較回路46
により書込アドレスを含むブロックが存在するか否かを
調べる。クロックを進めて結果をレジスタA ]■Hに
セットし、加えて書込アドレスにレジスタI)A2にセ
ットし、書込データはストアバソファデータレジスタ(
SrI2−WD)24から2153切換回路43を経て
レジスタWDRにセット−aれる。
こ\で主記憶装置2に対する1・t、込吸求を光行し、
またレジスタA HRを調べて、書込アドレスを含むブ
ロックが存在すればレジスタWDRの内′tφをデータ
アレイ22に書込む。
第4図にストアバッファ13の掃出しに門するタイムチ
ャートの一例を示す。ストアバッファ13には2つの書
込要求Sl 、S2が存在するものとし、タイミングt
pは掃出し以前の状態で、タイミ   □ングt1及び
t3で5TB−ADR23からレジスタPALに書込ア
ドレスがセットされてt11込茨求の実行を行なう。書
込要求SIUバッファメモリ12にヒツトし、書込要求
S2はミスヒツトした場合である。
尚、ストアバッファ13の掃出しの契機は、前記読出要
求による動作1及び動作4の場合に加えてストアバッフ
ァ13が満杯になった場合及びレジスタPALが空きの
場合もその対象である。
以上がこの発明の実施例に対する説明である。
ところでブロック転送中のバッファメモリの状態はアド
レスアレイ21にディレクトリを登録しているが、デー
タアレイ22に未だデータが用意されていない不安定な
状態である。加えてブロック転送は主記憶装置2にアク
セスするためアクセスタイムが大きい。
しかし、この発明によればその空きを利用してストアバ
ッファ13の掃出しを行なってもバッファメモリ12に
矛盾をきたすことがない。例えば主記憶装置2にブロッ
ク転送要求を出して最初の読出データが送られてくるま
で10 T及びアドレスアレイ21のディレクトリ登録
に2Tかかるとし、ストアバッファ12の容量を4エン
トリとすれば、1回のブロック転送の間にストアバッフ
ァ13の書込要求はすべて掃出し可能となる。
また、読出要求に際し、ストアバッファからの掃出しを
最小限に留めることにょシ試用データの遅れを防ぐこと
ができる。
この発明によれば、ブロック転送中のストアバッファの
掃出しが容易に行なえ、まだ読出吸水に対するストアバ
ッファの掃出しを最小限に押さえ読出データをはやく要
求元に送出できるなどの効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の情報処理装置6゛の一例を示すブロ
ック図、第2図は第1図中のバッファメモリ及びストア
バッファの詳細例を示すブロック図、第3図は読出要求
に対する動作を表現した図、第4図はストアバッファの
掃出しの一例を示すタイムチャートである。 1:情報処理装置、2:主記憶装置、3:インク7ff
l−−ス、11:演算処理部、12:バッファメモリ、
13ニスドアバツフア、13−1:ストアバソファのア
ドレス部、、13−2ニスドアバツフアの1込デ一タ部
、21ニアドレスアレイ、22:データアレイ、23 
: ST]3−AI)R。 24 : 5TB−WD、2 s :バッフ7RZB。 31〜38:レジスタ、41〜43:切挨回絡44〜4
6:比較回路。 特許出願人  日本電気株式会社 代理人 草野 卓 71図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)主記憶装置と接続され、その主記憶装置の記憶内
    容の写しをブロック単位で保持するバッファメモリを有
    する情報処理装置において、前記主記憶装置及び前記バ
    ッファメモリへの引込要求を貯蔵しておくストアバッフ
    ァを備え、そのストアバッファはそのストアバッファに
    ・貯蔵されているすべての書込アドレスと読出要求に付
    随する読出アドレスとを比較する手段を持ち、この比較
    手段はブロック単位で比較して一致を検出する第1比較
    手段と、あらかじめ設定された書込データ幅単位で比較
    して一致を検出する第2比較手段とを含むことを特徴と
    する情報処理装置。
JP57152034A 1982-08-31 1982-08-31 情報処理装置 Granted JPS5942686A (ja)

Priority Applications (1)

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JP57152034A JPS5942686A (ja) 1982-08-31 1982-08-31 情報処理装置

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JPS6343774B2 JPS6343774B2 (ja) 1988-09-01

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Cited By (5)

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