一种可变换Cache存储系统的制作方法

本发明涉及数据存储，特别是涉及一种可变换cache存储系统。

背景技术：

1、处理器在执行数据处理任务时，需要从存储器中读取数据，再在处理器内部的寄存器中进行运算，因此数据处理的效率首先于存储器的访问速度，现有的存储容量较大的存储器，例如ssd、emmc等存储器，均需要较长时间的访问速度，导致数据处理的效率较低，因此，现有方法提出了采用cache缓存进行数据缓存的方案，cache缓存可以分为直接映射、全相联映射和组相连映射三种类型。

2、但是，在采用直接映射类型时，主存地址与cache中的cache line地址一一对应，会导致cache可能存在较大的空闲区域，而采用全相联映射和组相联映射能够解决该问题，但又会导致cache中数据缓存变为无序的，导致对已缓存的数据进行请求时，由于是在面对存在关联的数据时，关联数据可能存储于cache的同一set中，需要反复访问单个set以获取关联数据，cache的吞吐率较低。

3、因此，如何在保证cache使用率的同时，提高cache的吞吐率成为了亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

2、一种可变换cache存储系统，所述系统包括：数据库、cache缓存、处理器和存储有计算机程序的存储器，其中，所述数据库中包括m个待存储数据组[a1，a2，…，am，…，am]，其中，am是指第m个待存储数据组，m为[1，m]范围内的整数，m为待存储数据组的数量，am＝[bm1，bm2，…，bmn，…，bmn]，bmn是指第m个待存储数据组中的第n个待存储数据，n为[1，n]范围内的整数，n为单个待存储数据组中待存储数据的数量，cache缓存包括t个缓存行[c1，c2，…，ct，…，ct]，ct是指第t个缓存行，t为[1，t]范围内的整数，ct＝[dt，et]，dt是指第t个缓存行中的索引信息，et是指第t个缓存行中的存储信息，当所述计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤：

3、s1，根据n，确定所述t个缓存行的分区数量k，k＝min(x)，x满足条件：t≥x≥n且x＝2y，y∈r。

4、s2，将所述cache缓存划分为k个分区，每个分区包含t/k个缓存行。

5、s3，设置第一预设值i＝1，设置第二预设值j＝1。

6、s4，将ai发送至所述cache缓存。

7、s5，通过所有索引信息检查bij是否存在于所述cache缓存中。

8、s6，若bij不存在于所述cache缓存中，检查所述cache缓存中是否存在空闲缓存行。

9、s8，若存在空闲缓存行，则将bij写入空闲缓存行的存储信息中。

10、s10，更新j＝j+1，返回执行步骤s5至步骤s8，直至j＝n。

11、s11，更新i＝i+1，返回执行步骤s4至步骤s10，直至i＝m。

12、本发明与现有技术相比具有明显的有益效果，借由上述技术方案，本发明提供的一种可变换cache存储系统可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有以下有益效果：

13、本发明提供了一种可变换cache存储系统，所述系统包括：数据库、cache缓存、处理器和存储有计算机程序的存储器，其中，所述数据库中包括m个待存储数据组[a1，a2，…，am，…，am]，其中，am是指第m个待存储数据组，m为[1，m]范围内的整数，m为待存储数据组的数量，am＝[bm1，bm2，…，bmn，…，bmn]，bmn是指第m个待存储数据组中的第n个待存储数据，n为[1，n]范围内的整数，n为单个待存储数据组中待存储数据的数量，cache缓存包括t个缓存行[c1，c2，…，ct，…，ct]，ct是指第t个缓存行，t为[1，t]范围内的整数，ct＝[dt，et]，dt是指第t个缓存行中的索引信息，et是指第t个缓存行中的存储信息，当所述计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤：

14、s1，根据n，确定所述t个缓存行的分区数量k，k＝min(x)，x满足条件：t≥x≥n且x＝2y，y∈r。

15、s2，将所述cache缓存划分为k个分区，每个分区包含t/k个缓存行。

16、s3，设置第一预设值i＝1，设置第二预设值j＝1。

17、s4，将ai发送至所述cache缓存。

18、s5，通过所有索引信息检查bij是否存在于所述cache缓存中。

19、s6，若bij不存在于所述cache缓存中，检查所述cache缓存中是否存在空闲缓存行。

20、s8，若存在空闲缓存行，则将bij写入空闲缓存行的存储信息中。

21、s10，更新j＝j+1，返回执行步骤s5至步骤s8，直至j＝n。

22、s11，更新i＝i+1，返回执行步骤s4至步骤s10，直至i＝m。

23、可知，根据关联数据的数量n确定cache分区的数量，使得cache能够将关联数据中的每一项尽可能放置于不同的分区中，从而能够对关联数据请求时，能够同时请求多个分区，提高了cache的吞吐率，并且采用空闲缓存行检查并填充的方式存储新的数据，能够保证cache存储空间的使用率。

技术特征：

1.一种可变换cache存储系统，其特征在于，所述系统包括：数据库、cache缓存、处理器和存储有计算机程序的存储器，其中，所述数据库中包括m个待存储数据组[a1，a2，…，am，…，am]，其中，am是指第m个待存储数据组，m为[1，m]范围内的整数，m为待存储数据组的数量，am＝[bm1，bm2，…，bmn，…，bmn]，bmn是指第m个待存储数据组中的第n个待存储数据，n为[1，n]范围内的整数，n为单个待存储数据组中待存储数据的数量，cache缓存包括t个缓存行[c1，c2，…，ct，…，ct]，ct是指第t个缓存行，t为[1，t]范围内的整数，ct＝[dt，et]，dt是指第t个缓存行中的索引信息，et是指第t个缓存行中的存储信息，当所述计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤：

2.根据权利要求1所述的可变换cache存储系统，其特征在于，任一待存储数据和任一缓存行存储信息的尺寸相同。

3.根据权利要求1所述的可变换cache存储系统，其特征在于，t＝2z，z∈r。

4.根据权利要求1所述的可变换cache存储系统，其特征在于，在s6步骤中还包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的可变换cache存储系统，其特征在于，所述将bij写入空闲缓存行的存储信息中包括：

6.根据权利要求4所述的可变换cache存储系统，其特征在于，在s62步骤中还包括如下步骤：

7.根据权利要求1所述的可变换cache存储系统，其特征在于，当所述计算机程序被处理器执行时，还实现以下步骤：

8.根据权利要求1所述的可变换cache存储系统，其特征在于，当所述计算机程序被处理器执行时，还实现以下步骤：

9.根据权利要求8所述的可变换cache存储系统，其特征在于，步骤s9还包括以下步骤：

技术总结
本申请涉及数据存储技术领域，特别是涉及一种可变换Cache存储系统，系统包括：数据库、Cache缓存、处理器和存储有计算机程序的存储器，当计算机程序被处理器执行时，实现以下步骤：根据N，确定分区数量K，将Cache缓存划分为K个分区，将a<subgt;i</subgt;发送至Cache缓存，若b<subgt;ij</subgt;不存在于Cache缓存中，检查Cache缓存中是否存在空闲缓存行，若存在空闲缓存行，将b<subgt;ij</subgt;写入空闲缓存行，根据M配置Cache分区，将关联数据中的每一项尽可能放置于不同的分区，对关联数据请求时，能够同时请求多个分区，提高了Cache的吞吐率，采用空闲缓存行检查并填充的方式存储新的数据，又保证了Cache存储空间的使用率。

技术研发人员：任雯
受保护的技术使用者：沐曦集成电路（上海）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19