经由页访问计数的处理器存储器优化的制作方法
【专利说明】经由页访问计数的处理器存储器优化
[0001]枏据35 U.S.C.§ 119主张优先权
[0002]依据35 U.S.C.§ 119，本申请案主张2012年11月9日申请的标题为“经由页访问计数的处理器存储器优化”的美国临时专利申请案第61/724，310号的优先权，所述申请案的全部内容据此以引用的方式并入本文中。
技术领域
[0003]本申请案总体上涉及处理器存储器优化，且具体来说涉及有效地指派更有效低功率和低密度存储器以在移动处理器中获得有效存储器利用。
【背景技术】
[0004]处理器通常在可包含与便携式或移动电子装置相关联的嵌入式应用程序的各种应用程序中执行计算任务。与这些电子装置相关联的不断扩充特征集和增强的功能性总体上要求计算上更强大的处理器。举例来说，大部分现代处理器将近来执行指令和近来使用数据存储于指令执行管线可容易地访问以利用与大部分程序或应用程序相关联的空间和时间局部性性质的一或多个高速缓冲存储器中。具体来说，高速缓存总体上是指包括随机存取存储器(RAM)和/或对应内容可寻址存储器(CAM)的高速(通常芯片上)存储器结构。
[0005]除最后高速缓存层级以外，许多处理器具有主存储器，其具有通常根据不同吞吐量、功率效率、容量和延迟时间操作的多个不同存储器类型。举例来说，可用于主处理器存储器中的不同存储器类型可包含宽输入/输出(I/o)存储器、串行存储器、极限数据速率(XDR)或移动XDR(M-XDR)存储器、双数据速率(DDR)存储器、低功率DDR(LPDDR)存储器、堆叠式存储器接口(SDI)架构和外部总线接口(EBI)存储器架构以及其它存储器。尝试在不同吞吐量、功率效率、容量、延迟时间与相关联于不同存储器类型的其它特性之间平衡或以其它方式管理权衡的现存技艺倾向于将固定地址指派到不同存储器类型。举例来说，有效地利用处理器存储器的一个所提出解决方案为在设计时配置如何将不同存储器分配于软件内。然而，此所提出解决方案具有各种缺点，包含静态地定义如何指派更有效存储器可在许多使用状况下导致更有效存储器处于空闲状态。此问题的另一所提出解决方案为使动态存储器分配例程处理所述指派。然而，此所提出解决方案也具有缺点，包含在指派存储器时动态存储器分配例程可并不知道实际存储器利用。
[0006]因此，增加执行速度、减少功率消耗且增强存储器利用的处理器优化是合乎需要的。
【发明内容】
[0007]以下呈现本文中所揭示的经由页访问计数的处理器存储器优化的一或多个实施例的简化概述以便提供对此等实施例的基本理解。因而，此概述不应被视为所有涵盖实施例的广泛综述，且此概述也并不意图识别本文中所描述的所有实施例的关键或至关重要要素或划定任何特定实施例的范围。因此，此概述的唯一目的为将相关于相关本文中所揭示的处理器存储器优化的一或多个实施例的某些概念以简化形式呈现为下文呈现的较详细描述的序目。
[0008]根据各种实施例，页访问计数可用于在处理器(例如，移动处理器)中有效地利用低功率和低密度存储器。具体来说，所述处理器可包含具有多个不同存储器类型的主存储器，可动态地指派、改变或以其它方式利用所述存储器类型以在各种使用状况下获得效率。在一个实施例中，可经由所述页访问计数基于页测量存储器利用且接着内核例程或操作系统例程可用于在有效存储器中进行映射。举例来说，基于硬件页访问计数器可用于记录所述存储器利用且所述内核或操作系统例程可接着改变虚拟地址到物理地址映射以动态地改变存储器指派。
[0009]根据各种实施例，相对于可用的页访问计数器的数目，所述主存储器中可用的所述多个不同存储器类型内的较多存储器页可通常在使用，此情况可实质上类似于地址翻译高速缓存(还被称作翻译后援缓冲器或TLB)中的情形。因而，在一个实施例中，所述页访问计数器可因此整合到与所述不同存储器相关联的页表中，其中响应于访问特定页表的事件可递增整合到所述页表中的所述页访问计数器。此外，响应于从所述地址翻译高速缓存或TLB收回条目的事件，可重设或因此更新与所述所收回条目相关联的所述页访问计数器。在一个实施例中，为在所述不同存储器类型中的更有效一者(例如，相对于DDR存储器的宽I/O存储器)的存储器页中进行切换，可将所述存储器页中的内容从一个物理存储器装置复制到另一物理存储器装置(例如，从所述DDR存储器到所述宽I/O存储器)。此外，从将大量使用存储器页指派到所述更有效存储器类型所获得的所述效率可补偿与所述复制操作相关联的任何额外负荷。
[0010]根据各种实施例，经由所述页访问计数利用所述处理器的主存储器中可用的所述低功率、低密度或以其它方式更有效存储器的技术可允许更有效存储器与所述主存储器并行存在。此外，可基于所测量利用(例如，经由所述页访问计数器)动态地指派所述可用存储器以确保在并不要求任何用户程序或应用程序变化的情况下所述更有效存储器将始终用于最频繁访问存储器页，这是因为可将所有软件支持局限于所述内核或操作系统例程。具体来说，动态地改变虚拟地址与物理地址之间的所述映射的所述优化可透明于利用所述虚拟地址访问存储于物理存储器中的数据的用户程序，这是因为内核或操作系统例程可改变所述物理存储器存储所述数据的所述物理地址并更新与所述虚拟地址相关联的所述映射以反映所述新物理地址。因而，用户程序可在无需进行任何变化的情况下在所述新物理地址处利用所述相同虚拟地址访问所述数据。
[0011]根据一个实施例，一种有效地利用处理器存储器的方法可包括监视测量与第一存储器中的页和第二存储器中的页相关联的利用的页访问计数器，其中所述第一存储器具有比所述第二存储器高的效率(例如，基于与其相关联的相应功率消耗、密度、延迟时间和/或带宽)，且所述方法可进一步包括基于所述所监视页访问计数器动态地指派所述第一存储器中的所述页和所述第二存储器中的所述页。举例来说，在一个实施例中，动态地指派所述第一存储器中的所述页和所述第二存储器中的所述页可包括:将具有高利用的与所述第二存储器中的页相关联的内容复制到所述第一存储器、将具有低利用的与所述第一存储器中的页相关联的内容复制到所述第二存储器，和基于所述复制改变对应于所述动态指派页的虚拟地址与物理地址之间的映射。在一个实施例中，所述页访问计数器可包括整合到页表中的基于硬件计数器，所述页表存储与所述第一存储器和所述第二存储器中的所述页相关联的虚拟地址与物理地址之间的映射。此外，在一个实施例中，所述方法可进一步包括检测与所述第一存储器中的页或所述第二存储器中的页中的一或多者相关联的事件，和基于与所述所检测事件相关联的类型更新与对应于所述所检测事件的所述页相关联的所述页访问计数器。举例来说，如果与所述所检测事件相关联的所述类型包括访问所述页，那么可递增与对应于所述所检测事件的所述页相关联的所述页访问计数器，或替代性地如果与所述所检测事件相关联的所述类型从将虚拟地址映射到与其相关联的物理地址的数据结构收回对应于所述页的条目，那么可重设所述页访问计数器。
[0012]根据另一实施例，一种有效地利用处理器存储器的设备可包括:用于监视测量与第一存储器中的页和第二存储器中的页相关联的利用的页访问计数器的装置，和用于基于所述所监视页访问计数器动态地指派所述第一存储器中的所述页和所述第二存储器中的所述页的装置。举例来说，在一个实施例中，所述用于动态地指派所述页的装置可包括:用于将具有高利用的与所述第二存储器中的页相关联的内容复制到所述第一存储器的装置、用于将具有低利用的与所述第一存储器中的页相关联的内容复制到所述第二存储器的装置，和用于基于所述复制改变对应于所述动态指派页的虚拟地址与物理地址之间的映射的装置。在一个实施例中，所述页访问计数器可包括整合到页表中的基于硬件计数器，所述页表存储与所述第一存储器和所述第二存储器中的所述页相关联的虚拟地址与物理地址之间的映射。此外，在一个实施例中，所述用于动态地指派所述第一存储器中的所述页和所述第二存储器中的所述页的装置包括内核或操作系统例程。
[0013]根据另一实施例，一种其上记录有计算机可执行指令的计算机可读存储媒体可用于有效地利用处理器存储器，其中在处理器上执行所述计算机可执行指令可致使所述处理器:监视测量与第一存储器中的页和第二存储器中的页相关联的利用的页访问计数器，和基于所述所监视页访问计数器动态地指派所述第一存储器中的所述页和所述第二存储器中的所述页。举例来说，在一个实施例中，所述计算机可执行指令可致使所述处理器:将具有高利用的与所述第二存储器中的页相关联的内容复制到所述第一存储器、将具有低利用的与所述第一存储器中的页相关联的内容复制到所述第二存储器，和基于所述复制改变对应于所述动态指派页的虚拟地址与物理地址之间的映射以便动态地指派所述第一存储器和所述第二存储器中的所述页。在一个实施例中，所述计算机可执行指令包括内核或操作系统例程，且所述页访问计数器可包括整合到页表中的基于硬件计数器，所述页表存储与所述第一存储器和所述第二存储器中的所述页相关联的虚拟地址与物理地址之间的映射。
[0014]根据另一实施例，一种可有效地利用处理器存储器的设备可尤其包括具有第一存储器和第二存储器的存储器架构和经配置以执行内核或操作系统例程的处理器，所述例程致使所述处理器:监视测量与所述第一存储器中的页和所述第二存储器中的页相关联的利用的页访问计数器，并基于所述所监视页访问计数器动态地指派所述第一存储器中的所述页和所述第二存储器中的所述页。举例来说，在一个实施例中，所述内核或操作系统例程可致使所述处理器:将来自所述第二存储器中的具有高利用页的内容复制到所述第一存储器，并将来自所述第一存储器中的具有低利用页的内容复制到所述第二存储器以便动态地指派所述第一存储器和所述第二存储器中的所述页，其中可接着适当改变对应于所述动态指派页的虚拟地址与物理地址之间的映射。
[0015]基于随附图式和详细描述，所属领域的技术人员将显而易见与相关于本文中所描述的处理器存储器优化的实施例相关联的其它目标和优势。
【附图说明】
[0016]呈现随附图式以辅助描述本文中所揭示的实施例，且仅仅提供所述随附图式以说明与所揭示实施例相关联的示范性特征而非定义其的任何限制。
[0017]图1说明根据一个示范性实施例的包含具有可实施本文中所描述的处理器存储器优化的存储器架构的移动装置的示范性无线通信系统。
[0018]图2说明根据一个示范性实施例的具有可实施本文中所描述的处理器存储器优化的存储器架构的示范性移动装置。
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