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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-02-12
(45)【発行日】2025-02-20
(54)【発明の名称】スヌープフィルタのスケーラビリティ
(51)【国際特許分類】
G06F 12/0831 20160101AFI20250213BHJP
【ＦＩ】
G06F12/0831
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2024547429
(86)(22)【出願日】2023-02-09
(86)【国際出願番号】 NO2023050031
(87)【国際公開番号】W WO2023153937
(87)【国際公開日】2023-08-17
【審査請求日】2024-10-09
(31)【優先権主張番号】20220189
(32)【優先日】2022-02-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】NO
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】521435259
【氏名又は名称】ヌマスケール アクティーゼルスカブ
(74)【代理人】
【識別番号】110001896
【氏名又は名称】弁理士法人朝日奈特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】パルファ－ソリア、ティバウト
(72)【発明者】
【氏名】ペルスヴォルド、ステフン
(72)【発明者】
【氏名】シモンセン、ヘルゲ
(72)【発明者】
【氏名】ロッデ、マリオ
(72)【発明者】
【氏名】モウエン、トマス
(72)【発明者】
【氏名】ルスタッド、アイナル
(72)【発明者】
【氏名】デブナス、ゴウタム
(72)【発明者】
【氏名】ミジョース、カイ アルネ
【審査官】後藤 彰
(56)【参考文献】
【文献】特表２０２２－５２６０４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／１９７４０４（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０２１－５３３４６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１６９８７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－３１０４１４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０６Ｆ １２／０８３１
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
可変のＣ個のキャッシュ要素を追跡するために編成されているスヌープフィルタデバイスであって、前記スヌープフィルタデバイスが、Ｓi個の初期スヌープフィルタインスタンスを含み、
前記スヌープフィルタデバイスが、Ｃ個のキャッシュ要素に接続可能であり、
前記スヌープフィルタデバイスが、前記Ｃ個のキャッシュ要素に接続されるときに、初期スヌープフィルタインスタンスを共にＳf個の最終スヌープフィルタインスタンスにグループ化することによって編成されるように構成されており、
各初期スヌープフィルタインスタンスが、ｍi個のセットおよび１セット当たりｎi個のストレージロケーションを用いて、Ｌiがｍi・ｎiに等しいようにｎiウェイセットアソシエティブ方式で編成されるＬi個のスヌープフィルタストレージロケーションを含み、
各最終スヌープフィルタインスタンスが、ｍf個のセットおよび１セット当たりｎf個のストレージロケーションを用いて、Ｌfがｍf・ｎfに等しいようにｎfウェイセットアソシエティブ方式で編成されるＬf個のスヌープフィルタストレージロケーションを含み、
各スヌープフィルタストレージロケーションが、キャッシュ要素に格納可能なキャッシュラインを識別するタグを格納し、Ｐ個のプレゼンスベクトルを格納するように構成されており、各プレゼンスベクトルが、前記タグによって識別される前記キャッシュラインの存在に関する情報を含んでおり、
積Ｓf・ｍf・ｎfが積Ｓi・ｍi・ｎiに等しく、Ｓf＜Ｓiであり、ＳfがＣ／Ｐに等しい、スヌープフィルタデバイス。
【請求項2】
各キャッシュラインが、所定のタグおよび所定のｋビットのキャッシュラインインデックスを含むキャッシュラインアドレスを含み、前記スヌープフィルタデバイスの任意のスヌープフィルタインスタンスが、２k＞ｍfの場合、前記所定のｋビットのキャッシュラインインデックスの最下位または最上位のｌｏｇ2（ｍf）ビットによって示されるセットに前記所定のタグを格納するように構成されている、請求項１記載のスヌープフィルタデバイス。
【請求項3】
Ｐ≦１６である、請求項１または２に記載のスヌープフィルタデバイス。
【請求項4】
Ｐ＝１またはＰ＝２である、請求項１記載のスヌープフィルタデバイス。
【請求項5】
Ｓf≧２であり、前記Ｓf個の最終スヌープフィルタインスタンスの中の各スヌープフィルタインスタンスが、そのストレージロケーションの１つに同じタグを格納するように構成されており、
前記同じタグを格納する前記スヌープフィルタデバイスの前記ストレージロケーションの各々が、異なるプレゼンスベクトルを格納するように構成されている、請求項１または２に記載のスヌープフィルタデバイス。
【請求項6】
各スヌープフィルタストレージロケーションが、１つのキャッシュ要素にマッピングされる、請求項１または２に記載のスヌープフィルタデバイス。
【請求項7】
各プレゼンスベクトルが多数のプレゼンスビットを含み、プレゼンスビットの数が、キャッシュ要素識別子を書き込むために必要なビット数に１つの追加のビットを加えた数に等しい、請求項１または２に記載のスヌープフィルタデバイス。
【請求項8】
各プレゼンスベクトルが１つのプレゼンスビットからなる、請求項１または２に記載のスヌープフィルタデバイス。
【請求項9】
請求項１記載のスヌープフィルタデバイスを含むノードコントローラ。
【請求項10】
マルチコンポーネントコンピュータシステムであってＣ個のキャッシュ要素と、
前記Ｃ個のキャッシュ要素に接続された請求項１または２に記載のスヌープフィルタデバイス、または
請求項９記載のノードコントローラであって、前記ノードコントローラの前記スヌープフィルタデバイスが前記Ｃ個のキャッシュ要素に接続されている、ノードコントローラ、と
を含む、マルチコンポーネントコンピュータシステム。
【請求項11】
コンピュータ実装方法であって、ａ）請求項１または２に記載のスヌープフィルタデバイスを編成する工程を含む、コンピュータ実装方法。
【請求項12】
請求項１１記載のコンピュータ実装方法を実行するための手段を含むデータ処理システム。
【請求項13】
コンピュータシステムによって実行されたときに、前記コンピュータシステムに請求項１１記載のコンピュータ実装方法を実行させる命令を含むコンピュータ可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、マルチプロセッサシステムにおけるスケーラブルな（scalable）数のキャッシュ要素の追跡の改善を可能にすることを目的とした、スヌープフィルタデバイス、ノードコントローラ、マルチコンポーネントコンピュータシステム、コンピュータ実装方法、データ処理システム、およびコンピュータ可読記憶媒体に関する。
【背景技術】
【0002】
キャッシュコヒーレンスを効率的に維持することは、高性能の共有メモリマルチプロセッサシステムを取得するための主要な要件である。
【0003】
共有メモリマルチプロセッサシステムは通常、キャッシュエージェントまたは単にキャッシュと呼ばれる一連のローカルメモリエージェントに加えて、１つまたは複数の共有メインメモリエージェントを含む。キャッシュエージェントは、ローカルプロセッサまたはプロセッサのノードに属し得、メインメモリと比較して高速でサイズが小さいという特徴がある。たとえばローカルＣＰＵのワーキングセットに属するローカルキャッシュエージェントにデータを格納することで、マルチプロセッサシステムの全体的なパフォーマンスが大幅に向上するが、これは、ワーキングセットにおける頻繁に使用されるデータがローカルＣＰＵによってより迅速にアクセスすることができるためである。
【0004】
各々がデータをローカルに保持する一連のローカルキャッシュエージェントを有することは、キャッシュコヒーレンスを維持する方法に関する問題を引き起こすことにつながる。ＣＰＵが、たとえば書き込み操作を介してローカルキャッシュエージェントにおいてキャッシュラインを変更する場合、同じキャッシュラインのコピーを保持する他のキャッシュエージェントが、この書き込み操作を認識せず、それぞれのキャッシュラインのコピーは期限切れになる。そして、これらの期限切れのキャッシュラインは古いものとして定義され得る。
【0005】
キャッシュコヒーレンスを取得するために、すなわち、古いデータを排除するために、さまざまな技術および手順が実装されている。これには、ＭＳＩ、ＭＥＳＩ、ＭＯＥＳＩプロトコルのような、さまざまなキャッシュコヒーレンスプロトコルの実装の他に、ディレクトリベースのキャッシュコヒーレンスメカニズムならびにスヌーピーバスベースの方法を含む、さまざまなキャッシュコヒーレンスメカニズムの実装も含まれる。
【0006】
スヌーピーバスベースの方法は通常、マルチプロセッサシステム内のさまざまなエージェント間の１つまたは複数の接続を介して、たとえば、バスを介して通信されているトランザクションをスヌープする、およびそれに応じてローカルキャッシュを更新する、いわゆるスヌーパーを含む。スヌーパーは、ノードコントローラ、キャッシュエージェント、またはキャッシュ要素に属し得、接続は、キャッシュエージェント、キャッシュノード、キャッシュ要素、ＣＰＵなどを含む、コンピュータシステム内のさまざまなエージェント間で実行され得る。キャッシュラインを変更するトランザクションが通信されているときはいつでも、スヌーパーは、このトランザクションをスヌープし、そのそれぞれのエージェントのいずれかがこのキャッシュラインのコピーを保持しているかどうかをチェックし、バスを介して通信されたトランザクションに従ってキャッシュラインを変更する。
【0007】
キャッシュコヒーレンスを達成するための主なメカニズムは現在、ディレクトリベースのものである。ディレクトリベースのキャッシュコヒーレンスとは、ブロードキャストの使用によるスヌーピーメカニズムのスケーラビリティ（scalability）が低いためにスヌーピー方法の代わりにディレクトリを使用してキャッシュを管理することを意味している。ディレクトリベースのコヒーレンスは、アドレスのステータスに関する情報を「ディレクトリ」に格納することによってブロードキャストを回避する。キャッシュラインに対するディレクトリエントリは、すべてのキャッシュ内のキャッシュラインのステータスに関する情報を含む。キャッシュは必要に応じてディレクトリから情報を検索し、キャッシュコヒーレンスは、（ブロードキャストメカニズムによってではなく）キャッシュ間のポイント・ツー・ポイントのメッセージによって維持される。
【0008】
スヌーピーベースのキャッシュコヒーレンスメカニズムおよびディレクトリベースのキャッシュコヒーレンスメカニズムの効率を向上させるために、スヌープフィルタの概念が発展されてきた。スヌープフィルタは、キャッシュに格納された一連のキャッシュラインのコヒーレンス状態に関する情報を維持するディレクトリベースの構造である。マルチプロセッサシステムでは、スヌープフィルタは、たとえばバストラフィックをモニターし、その付随するキャッシュ要素に格納されているキャッシュラインに関連しないバス上のトランザクションをフィルタで除外し得る。これにより、結果として、スヌーパーは、より少ない電力と時間を消費するルックアップを実行することになり、それゆえスヌーピーベースのキャッシュコヒーレンスメカニズムの効率が向上する。
【0009】
スヌープフィルタは一般的に、一連のエントリで情報を維持するように構築されており、ここで、各エントリは、タグと、付随するタグに関連する１つまたは複数の追加のビットとを含む。タグがキャッシュラインの一意の識別子である一方で、追加のビットは、たとえば、タグによって識別されるキャッシュラインの状態を示し得る。追加のビットは、例として、１つまたは複数のプレゼンスベクトルを構成し得、その各々は、タグによって識別されるキャッシュラインがキャッシュに格納されているかどうか、および随意に、キャッシュ内のどこに、またはどのキャッシュ要素に、キャッシュラインが格納されているかに関する情報を含む。
【0010】
スヌープフィルタは、可変数のキャッシュ要素に接続され得るノードコントローラに組み込まれ得る。異なる数のキャッシュ要素に接続されたときにノードコントローラが機能するには、ノードコントローラは、スヌープフィルタで可変数のキャッシュ要素を追跡することができる必要がある。これは、従来２つの方法で、すなわち、追跡されるキャッシュ要素の数に応じて各スヌープフィルタエントリのプレゼンスベクトルをスケーリング（scaling）するか、または各プレゼンスベクトルが複数のキャッシュ要素を表すようにすることによって達成されてきた。
【0011】
プレゼンスベクトルのスケーリングを伴うスケーリングアプローチでは、実施することができるスケーリングの量が限定され、プレゼンスベクトルのスケーリングの結果として各スヌープフィルタエントリのアドレス機能が損なわれるという欠点が出てくる。一方で、各プレゼンスベクトルが１つを超えるキャッシュ要素を表すようにすると、スヌープフィルタが如何に正確にキャッシュ要素を追跡することができるかの精度における大幅な喪失という欠点が出てくる。
【0012】
本発明の目的は、スヌープフィルタの構造を改良して、可変数のキャッシュ要素の追跡の改善を可能にすることである。
【発明の概要】
【0013】
本発明の第１の態様では、本発明は、可変のＣ個のキャッシュ要素を追跡するために編成される（organized）スヌープフィルタデバイスを提供し、スヌープフィルタデバイスは、Ｓi個の初期スヌープフィルタインスタンスを備え、スヌープフィルタデバイスは、Ｃ個のキャッシュ要素に接続可能であり、スヌープフィルタデバイスは、スヌープフィルタデバイスがＣ個のキャッシュ要素に接続されるときに、初期スヌープフィルタインスタンスを共にＳf個の最終スヌープフィルタインスタンスにグループ化することによって編成されるように構成されており、各初期スヌープフィルタインスタンスは、ｍi個のセットおよび１セット当たりｎi個のストレージロケーションを用いて、Ｌiがｍi・ｎiに等しいように、ｎiウェイセットアソシエティブ方式（ni-way set associative manner）で編成されるＬi個のスヌープフィルタストレージロケーションを含み、各最終スヌープフィルタインスタンスは、ｍf個のセットおよび１セット当たりｎf個のストレージロケーションを用いて、Ｌfがｍf・ｎfに等しいようにｎfウェイセットアソシエティブ方式で編成されるＬf個のスヌープフィルタストレージロケーションを含み、および各スヌープフィルタストレージロケーションは、キャッシュ要素に格納可能なキャッシュラインを識別するタグを格納し、Ｐ個のプレゼンスベクトルを格納するように構成されており、各プレゼンスベクトルは、タグによって識別されるキャッシュラインの存在に関する情報を含んでおり、積Ｓf・ｍf・ｎfは積Ｓi・ｍi・ｎiに等しく、Ｓf＜Ｓiであり、ＳfはＣ／Ｐに等しい。
【0014】
本発明の一実施形態によれば、各キャッシュラインは、所定のタグおよび所定のｋビットのキャッシュラインインデックスを含むキャッシュラインアドレスを含み、スヌープフィルタデバイスの任意のスヌープフィルタインスタンスは、２k＞ｍfの場合、所定のｋビットのキャッシュラインインデックスの最下位または最上位のｌｏｇ2（ｍf）ビットによって示されるセットに所定のタグを格納するように構成されている。
【0015】
本発明の別の実施形態によれば、Ｐ≦１６である。
【0016】
本発明のさらに別の実施形態によれば、Ｐ＝１またはＰ＝２である。
【0017】
本発明のさらに別の実施形態によれば、Ｓf≧２であり、Ｓf個の最終スヌープフィルタインスタンスの中の各スヌープフィルタインスタンスは、そのストレージロケーションの１つに同じタグを格納するように構成され、同じタグを格納するスヌープフィルタデバイスのストレージロケーションの各々は、異なるプレゼンスベクトルを格納するように構成されている。
【0018】
本発明のさらに別の実施形態によれば、各スヌープフィルタストレージロケーションは、１つのキャッシュ要素にマッピングされる。
【0019】
本発明のさらに別の実施形態によれば、各プレゼンスベクトルはいくつかのプレゼンスビットを含み、プレゼンスビットの数は、キャッシュ要素識別子を書き込むために必要なビット数に１つの追加のビットを加えた数に等しい。
【0020】
本発明のさらに別の実施形態によれば、各プレゼンスベクトルは、１つのプレゼンスビットからなる。
【0021】
本発明の第２の態様では、本発明は、本発明の第１の態様によるスヌープフィルタデバイスを含むノードコントローラを提供する。
【0022】
本発明の第３の態様では、本発明は、Ｃ個のキャッシュ要素と、Ｃ個のキャッシュ要素に接続されたスヌープフィルタデバイス、またはノードコントローラであって、ノードコントローラのスヌープフィルタデバイスがＣ個のキャッシュ要素に接続されているノードコントローラと、を含むマルチコンポーネントコンピュータシステムを提供する。
【0023】
本発明の第４の態様では、本発明は、コンピュータ実装方法を提供し、コンピュータ実装方法は、スヌープフィルタデバイスがＣ個のキャッシュ要素に接続されているときに、積Ｓf・ｍf・ｎfが積Ｓi・ｍi・ｎiに等しく、ＳfがＣ／Ｐに等しいように、本発明の第１の態様によるスヌープフィルタデバイスを編成する工程を含む。
【0024】
本発明の第５の態様では、本発明は、コンピュータ実装方法を実行するための手段を含むデータ処理システムを提供する。
【0025】
本発明の第６の態様では、本発明は、コンピュータシステムによって実行されたときに、コンピュータシステムにコンピュータ実装方法を実行させる命令を含むコンピュータ可読記憶媒体を提供する。
【0026】
他の利点となる特徴は、添付の請求項から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
本発明をより容易に理解することができるように、以下の詳説は添付図面を参照する。
【0028】
【図1a】Ｓi個の初期スヌープフィルタインスタンスを含むスヌープフィルタデバイスの概略図であり、各初期スヌープフィルタインスタンスは、Ｌi個のスヌープフィルタストレージロケーションを含む。
【図1b】Ｃ個のキャッシュ要素に接続可能なスヌープフィルタデバイスの概略図である。
【図2a】Ｓi個の初期スヌープフィルタインスタンスがＳf個の最終スヌープフィルタインスタンスに編成されるスヌープフィルタデバイスの概略図であり、各最終スヌープフィルタインスタンスは、ｎウェイセットアソシエティブ方式で編成される。
【図2b】Ｓi個の初期スヌープフィルタインスタンスがＳf個の最終スヌープフィルタインスタンスに編成されるスヌープフィルタデバイスの概略図であり、各最終スヌープフィルタインスタンスは、ｎウェイセットアソシエティブ方式で編成される。
【図2c】Ｓi個の初期スヌープフィルタインスタンスがＳf個の最終スヌープフィルタインスタンスに編成されるスヌープフィルタデバイスの概略図であり、各最終スヌープフィルタインスタンスは、ｎウェイセットアソシエティブ方式で編成される。
【図3】複数のビットを含むプレゼンスベクトルおよび１ビットを含むプレゼンスベクトルの概略図である。
【図4】所定のキャッシュラインアドレスのタグが、その所定のキャッシュラインアドレスのｋビットのインデックスの少なくとも一部によって示されるスヌープフィルタインスタンスのセットに格納され得ることを概略的に例示する。
【図5】キャッシュ要素に格納可能なキャッシュラインを識別するタグを格納し、Ｐ個のプレゼンスベクトルを格納するように構成されている、本発明によるスヌープフィルタストレージロケーションの概略図である。
【図6】スヌープフィルタインスタンスの各々にタグ、タグＡ、が格納されている、Ｓ個のスヌープフィルタインスタンスを含むスヌープフィルタデバイスの概略図である。
【図7】スヌープフィルタインスタンスの各々にタグ、タグＡ、Ｂ、およびＺ、が格納されている、複数のスヌープフィルタインスタンスを含むスヌープフィルタデバイスの概略図である。
【図8】各スヌープフィルタストレージロケーションが１つのキャッシュ要素にマッピングされているスヌープフィルタインスタンスの概略図である。
【図9】キャッシュ識別子を明示的に表現するのに十分ないくつかのプレゼンスビットと、１つの占有ビットとを含むプレゼンスベクトルの概略図である。
【図10】スヌープフィルタデバイスを含むノードコントローラを例示する。
【図11】スヌープフィルタデバイスを含むノードコントローラを例示する。
【図12】Ｃ個のキャッシュ要素と、Ｃ個のキャッシュ要素に接続されたスヌープフィルタデバイスとを含むマルチコンポーネントコンピュータシステムを例示する。
【図13】Ｃ個のキャッシュ要素と、スヌープフィルタデバイスを含むノードコントローラとを含むマルチコンポーネントコンピュータシステムを例示しており、ノードコントローラはＣ個のキャッシュ要素に接続されている。
【図14】本発明によるコンピュータ実装方法を例示する。
【発明を実施するための形態】
【0029】
以下では、本発明の一般的な実施形態に加えて例示的な実施形態について説明する。添付の図面に対して参照がなされ、考えられ得る番号が付与される。しかし、図面が例示的な実施形態にすぎず、他の特徴および実施形態が、記載されるように本発明の範囲内に十分に含まれ得ることに留意されたい。
【0030】
本発明は、マルチプロセッサシステムにおける可変数のキャッシュ要素の追跡の改善を可能にすることを目的とした、スヌープフィルタデバイス、ノードコントローラ、マルチコンポーネントコンピュータシステム、コンピュータ実装方法、データ処理システム、およびコンピュータ可読記憶媒体に関する。
【0031】
本発明の第１の態様では、本発明は、可変のＣ個のキャッシュ要素を追跡するように編成されているスヌープフィルタデバイスを提供する。ここで、スヌープフィルタデバイスは、直接的または間接的に、Ｃ個のキャッシュ要素に接続可能である。
【0032】
図１ａは、Ｓi個の初期スヌープフィルタインスタンスを含むスヌープフィルタデバイスを概略的に例示する。Ｓiは実数の正の整数である。ここで、各初期スヌープフィルタインスタンスは、Ｌi個のスヌープフィルタストレージロケーションを含む。Ｌi個のスヌープフィルタストレージロケーションは、ｎウェイセットアソシエティブ方式で編成されており、これは、スヌープフィルタデバイスが、セットアソシエティブキャッシュに類似したエントリ配置ポリシーに従うことを意味している。ｎウェイセットアソシエティブ構成とは、図１ａに例示されるように、各初期スヌープフィルタインスタンスが、ストレージロケーションのｎi・ｍiマトリックスとして想像され得ることを意味しており、ここで、ｍiはセットの数であり、ｎiは１セットあたりのストレージロケーションの数である。ｎiは、言い換えれば、ウェイの数であると言うことができ、したがって、各初期スヌープフィルタインスタンスは、ｎiウェイセットアソシエティブスヌープフィルタであると言われ得る。各初期スヌープフィルタインスタンス内のストレージロケーションの合計数はＬiに等しい。本発明によれば、Ｌiはｍi×ｎiのストレージロケーションに等しい。
【0033】
図１ｂは、Ｃ個のキャッシュ要素に接続可能なスヌープフィルタデバイスを例示しており、Ｃは実数の正の整数である。接続は、たとえばバス経由の直接接続、またはたとえばルータ、ノードコントローラなどのコンポーネント経由の間接接続であり得る。Ｃは、たとえば、２の累乗である実数の正の整数であり得るが、原理的には任意の実数の正数にすることができる。スヌープフィルタデバイスは、本発明によれば、Ｃ個のキャッシュ要素に接続されるときに編成されるように構成されている。上記編成は、初期スヌープフィルタインスタンスを共にＳf個の最終スヌープフィルタインスタンスにグループ化することによって実施され、これは、たとえば、２x・Ｓf＝Ｓi、ｘ＝｛１，２，３，．．．｝のように、結果としてＳfがＳiより小さくなることを意味している。したがって、スヌープフィルタデバイスは、初期スヌープフィルタインスタンスを共にＳf個の最終スヌープフィルタインスタンスにグループ化するように構成されていると言われ得る。当業者であれば、本明細書におけるスヌープフィルタデバイスが、初期スヌープフィルタインスタンスを共にＳf個の最終スヌープフィルタインスタンスにグループ化するように特に適合されていると考えられ得ることを理解するであろう。代替的に、スヌープフィルタデバイスは、初期スヌープフィルタインスタンスを共にＳf個の最終スヌープフィルタインスタンスにグループ化するように特別に適合されていると考えられ得る別のエージェント、たとえば、ＣＰＵまたはノードコントローラによって操作されてもよい。初期スヌープフィルタインスタンスのグループ化は、スヌープフィルタデバイス、またはスヌープフィルタデバイスを操作するエージェントをプログラミングして、たとえばソフトウェアレベルまたはハードウェアレベルでグループ化を実施することによって実装され得る。編成は、本発明に関連して、再編成と同等の用語と考えられ、これらの２つの用語は、本明細書では互換的に使用され得る。
【0034】
Ｓf個の最終スヌープフィルタインスタンスの各々は、本発明に従って、Ｌf個のスヌープフィルタストレージロケーションを含み、ここで、Ｌf個のスヌープフィルタストレージロケーションは、ｎfウェイセットアソシエティブ方式で編成される。初期スヌープフィルタインスタンスに関して、後者は、初期スヌープフィルタインスタンスをグループ化した後に、スヌープフィルタデバイスが、セットアソシエティブキャッシュに類似したエントリ配置ポリシーに従うことを意味している。図２ａ～２ｃは、ｎfウェイセットアソシエティブ方式で編成されている最終スヌープフィルタインスタンスを例示している。ｎfウェイセットアソシエティブ編成とは、各最終スヌープフィルタインスタンスが、ストレージロケーションのｎf・ｍfマトリックスとして想像され得ることを意味しており、ここで、ｍfはセットの数であり、ｎfは１セットあたりのストレージロケーションの数である。ｎfは、言い換えれば、ウェイの数であると言うことができ、したがって、各最終スヌープフィルタインスタンスは、ｎfウェイセットアソシエティブスヌープフィルタであると言われ得る。各最終スヌープフィルタインスタンス内のストレージロケーションの合計数は Ｌfに等しい。本発明によれば、Ｌfはｍi×ｎiのストレージロケーションの合計数に等しい。
【0035】
初期スヌープフィルタインスタンスまたは最終スヌープフィルタインスタンスである任意のスヌープフィルタインスタンスが、直接マッピングされる方式で、または正確な値ｎi、ｎfおよびｍi、ｍfに基づくセットアソシエティブ方式で、完全に連想的に構築されるとみなし得ることが当業者によって理解される。この構築は、スヌープフィルタデバイスが、フルアソシエティブキャッシュ、ダイレクトマップキャッシュ、またはセットアソシエティブキャッシュそれぞれに類似したエントリ配置ポリシーに従い得ることを意味している。例として、ｎexample1が１に等しく、ｍexample1がスヌープフィルタインスタンス内のストレージロケーションの数に等しい場合に、ｎexample1ウェイセットアソシエティブスヌープフィルタインスタンスが直接マッピングされる。別の例は、ｎexample2がスヌープフィルタインスタンス内のストレージロケーションの数に等しく、ｍexample2が１に等しい場合に、完全に連想的になるｎexample2ウェイセットアソシエティブスヌープフィルタインスタンスである。
【0036】
初期スヌープフィルタインスタンスまたは最終スヌープフィルタインスタンスである任意のスヌープフィルタインスタンスは、本発明に従って、一般的なスヌープフィルタと同じ機能性を有するものとみなすことができる。一般的なスヌープフィルタは、ここでは、独立したスヌープフィルタ、たとえば、１つのインスタンスのみを含むスヌープフィルタとみなすことができる。スヌープフィルタインスタンスのディレクトリは、本発明の任意の実施形態に従って、そのスヌープフィルタインスタンスのストレージロケーションを含むものとみなすことができる。各スヌープフィルタインスタンスは、任意の他のスヌープフィルタインスタンスと並行して、たとえば、同期または非同期で動作するように構成されている。
【0037】
初期スヌープフィルタインスタンスまたは最終スヌープフィルタインスタンスである任意のスヌープフィルタインスタンスのストレージロケーションが、レジストリを構成するとみなし得ることが当業者によって理解される。レジストリは、結果として、１ストレージロケーションあたり１つのエントリで、多数のスヌープフィルタエントリを格納するように構成されるとみなすことができる。エントリは、ストレージロケーションに格納された情報であるとみなすことができる。
【0038】
図５は、キャッシュ要素に格納可能なキャッシュラインを識別するタグを格納し、Ｐ個のプレゼンスベクトルを格納するように構成されている、本発明によるスヌープフィルタストレージロケーションを概略的に例示している。図５の項目ａ）は、エントリ内の１つのプレゼンスベクトルの格納を示し、図５の項目ｂ）は、エントリ内の２つのプレゼンスベクトルの格納を示し、図５の項目ｃ）は、エントリ内の１６のプレゼンスベクトルの格納を示している。スヌープフィルタインスタンスの同じストレージロケーションに格納されるタグおよびプレゼンスベクトルは、本発明の任意の実施形態に従って、互いに関連付けられているとみなされ得る。
【0039】
プレゼンスベクトルは、簡単に言えば、上記プレゼンスベクトルと同じストレージロケーションに格納されたタグによって識別されるキャッシュラインが、所定のキャッシュ要素内に存在するかどうかに関する情報を含む少なくとも一つのビットとして解釈され得る。プレゼンスベクトルは、上記キャッシュラインに対する識別子をさらに含み得る。図３は、図３の項目ａが１ビットを含み、図３の項目ｂが複数のビットを含む、プレゼンスベクトルの概略図である。各ストレージロケーションにおけるプレゼンスベクトルＰの数は、本発明に従って、定数である。言い換えれば、Ｐはスヌープフィルタデバイスの再編成によって変化せず、すなわち、ＰはＣにより増減しない。数値Ｐは、たとえば、スヌープフィルタデバイスの製造時に選択され得るか、またはスヌープフィルタデバイスの構成時、たとえば、再起動操作中に選択され得る。
【0040】
各スヌープフィルタストレージロケーションに格納可能なプレゼンスベクトルＰの数は、本発明に従って、実数の正の整数、たとえば、２の累乗の実数の正の整数である。各スヌープフィルタストレージロケーションに格納可能なプレゼンスベクトルの数Ｐは 本発明の一実施形態に従って、１６以下である。Ｐは、１に等しくてもよく、または代替的に２に等しくてもよい。図５は、スヌープフィルタエントリの３つの例を例示しており、１つはＰ＝１、１つはＰ＝２、１つはＰ＝１６の場合である。
【0041】
タグは、本発明に関連して、キャッシュラインの一意の識別子としてみなされてよく、典型的にキャッシュラインアドレスの少なくとも一部として含まれる。キャッシュラインアドレスは、インデックス、オフセット、フラグビット、および任意の数の状態ビットなどのうちのいずれか１つまたは複数をさらに含み得る。キャッシュラインアドレスまたはキャッシュラインアドレスの一部は、キャッシュブロックと一緒にキャッシュラインを構成し得る。言い換えれば、キャッシュラインは、少なくともキャッシュブロックを含み、随意にキャッシュラインアドレスの少なくとも一部を含む。タグは、本発明の任意の実施形態に従って、それが識別するキャッシュラインに関連付けられているとみなすことができる。
【0042】
スヌープフィルタデバイスは、図２に例示される通りに、たとえば、２x・Ｓf＝Ｓi、ｘ＝｛１，２，３，．．．｝であるように、初期スヌープフィルタインスタンスを共にＳf個の最終スヌープフィルタインスタンスにグループ化することによって編成されるように構成されている。図２ａの中央のスヌープフィルタインスタンスでは、２Ｓf＝Ｓiであり、これは、セットの数が削減され、そのため２ｍi＝ｍfになることを意味している。右端のスヌープフィルタインスタンスでは、２x・Ｓf＝Ｓiであり、ここで、ｘ＝２であり、結果として４Ｓf＝Ｓiであり、したがって４ｍi＝ｍfである。図２ｂの中央では、最終スヌープフィルタインスタンスの各セットは、２倍の数のエントリを含み、すなわち、ｎf＝２ｎiであり、したがってｍi＝ｍfおよび２Ｓf＝Ｓiである。右端の図では、ｎf＝４ｎiおよび４Ｓf＝Ｓiである。スヌープフィルタデバイスは、言い換えれば、初期スヌープフィルタ編成から最終スヌープフィルタ編成に編成されているとみなすことができる。したがって、初期スヌープフィルタ編成はパラメータＳi、ｍi、およびｎiによって定義され得、一方で最終スヌープフィルタ編成は、パラメータＳf、ｍf、およびｎfによって定義され得る。複数の最終スヌープフィルタインスタンスへの初期スヌープフィルタインスタンスのグループ化の結果として、最終スヌープフィルタインスタンスＳfの数は、初期スヌープフィルタインスタンスＳiの数よりも少なくなる。しかし、スヌープフィルタデバイス内のストレージロケーションの数は、Ｌi＝ｍi×ｎi＝Ｌf＝ｍf×ｎfのように同じままである。したがって、スヌープフィルタデバイスの編成は、積Ｓf・ｍf・ｎfがＳi・ｍi・ｎiに等しくなるようにされる。
【0043】
初期スヌープフィルタインスタンスまたは最終スヌープフィルタインスタンスである、スヌープフィルタデバイスの各スヌープフィルタインスタンスは、本発明に従って、任意の個々の所定のタグをそのストレージロケーションの最大の１つに格納し得る。その所定のタグを格納するストレージロケーションが、Ｐ個の別のプレゼンスベクトル、すなわち、所定のタグに関連付けられたＰ個のプレゼンスベクトルも格納するため、各スヌープフィルタインスタンスは、結果として、Ｐ個の別個のキャッシュ要素内の所定のタグによって識別されるキャッシュラインの存在に関する情報を保持する。言い換えれば、各スヌープフィルタインスタンスが、各タグに対してＰ個の別個のキャッシュ要素を追跡し得るということもできる。スヌープフィルタデバイスは、Ｓi個またはＳf個のスヌープフィルタインスタンスを含むため、スヌープフィルタデバイス全体は、結果として、Ｐ・Ｓi,f個の別個のキャッシュ要素内の所定のタグによって識別される所定のキャッシュラインの存在に関する情報を保持し得る。したがって、各スヌープフィルタインスタンスは、各タグについてＰ・Ｓi,f個の別個のキャッシュ要素を追跡し得る。
【0044】
１つのスヌープフィルタインスタンスのストレージロケーションは、別のスヌープフィルタインスタンスのストレージロケーションにも格納されている所定のタグを格納し得る。各々が同じタグを含む、２つの異なるインスタンス内のエントリは、異なるプレゼンスベクトルをさらに含み得る。それゆえ、本発明によるスヌープフィルタデバイスは、従来のスヌープフィルタデバイスと比較して、単一のタグによって識別されるキャッシュラインを格納しているより多くのキャッシュ要素を追跡し得る。図６は、スヌープフィルタインスタンスの各々にタグ、タグＡ、が格納されている、Ｓ個のスヌープフィルタインスタンスを含むスヌープフィルタデバイスの概略図である。タグＡは、ここで、各スヌープフィルタインスタンスに対する２つの別個のプレゼンスベクトルに関連付けられており、これは、スヌープフィルタデバイスが、タグＡによって識別されるキャッシュラインが格納されている最大２・Ｓ個のキャッシュ要素を追跡し得ることを意味している。図７は、スヌープフィルタインスタンスの各々に別個のタグ、タグＡ、Ｂ、およびＺ、が格納されている、複数のスヌープフィルタインスタンスを含むスヌープフィルタデバイスの概略図である。スヌープフィルタデバイスが追跡することができるキャッシュ要素の数は、図７において、各ストレージロケーションにおけるプレゼンスベクトルの数に依存し得ることがわかる。
【0045】
Ｐが定数であると、スヌープフィルタデバイスは、本発明に従って、Ｐ・Ｓi個の別個のキャッシュ要素内の所定のタグによって識別される所定のキャッシュラインの存在に関する情報を最大限に保持し得る。言い換えれば、スヌープフィルタインスタンスが、各タグに対してＰ・Ｓi個の最多の別個のキャッシュ要素を追跡し得るということができる。スヌープフィルタデバイスは、スヌープフィルタインスタンスのグループ化を通じて、Ｐ・Ｓiよりも少ない各タグに対する別個のキャッシュ要素を追跡するように編成され得る。Ｓf＜Ｓiのスヌープフィルタインスタンスで編成されているスヌープフィルタデバイスは、結果的に、各タグに対する最大のＰ・Ｓf＜Ｐ・Ｓi個の別個のキャッシュ要素を追跡し得る。本発明によるスヌープフィルタデバイスは、結果的に、可変数Ｃのキャッシュ要素を追跡し得る。例として、Ｐ・Ｓiより少ないキャッシュ要素Ｃexampleを含むコンピューティングシステムにおけるコンポーネントとして設置されたスヌープフィルタデバイスは、Ｃexampleの数に従って、すなわち、Ｐ・Ｓf＝Ｃexampleとなるように、または少なくともＰ・Ｓf＜Ｃexample＜Ｐ・Ｓiとなるように、スヌープフィルタを編成するために、その初期スヌープフィルタインスタンスをグループ化し得る。このようなグループ化によって、スヌープフィルタデバイスの最終編成でより大きな最終スヌープフィルタインスタンスが可能になり、すなわち、初期スヌープフィルタ編成におけるよりも各最終スヌープフィルタインスタンスにおいて、より多くのセットおよび／またはウェイが可能になる。初期スヌープフィルタ編成は、本例では、グループ化が実施されない事象において、アイドル状態のスヌープフィルタインスタンスを有し得、使用中のスヌープフィルタインスタンスは、ここでは、任意にあり得たであろうものよりも小さくなる。したがって、最終スヌープフィルタインスタンスの数Ｓfは、本発明に従って、スヌープフィルタデバイスに接続されたキャッシュ要素の数Ｃおよび各ストレージロケーション内のプレゼンスベクトルの数Ｐから決定され得る。したがって、Ｓfは、Ｓf＝Ｃ／Ｐとなるように、ＣおよびＰで増減する（scale）、または言い換えれば、変化する。
【0046】
本発明によるスヌープフィルタデバイスは、多数のキャッシュ要素Ｃに接続可能である。各キャッシュ要素はさらに、多数のキャッシュエージェントを含むとみなすことができ、キャッシュ要素は全体として、エージェント、すなわち、たとえばプロキシエージェントと呼ばれ得る。キャッシュ要素は、本発明に関連して、キャッシュエージェントの任意の収集物（collection）として解釈され得る。キャッシュ要素は、たとえば、任意数のキャッシュエージェント、たとえば、整数のキャッシュエージェント、または小数のキャッシュエージェントを含むと解釈され得る。したがって、キャッシュ要素の例は、キャッシュエージェントの半分、１つのキャッシュエージェント、２つのキャッシュエージェント、１つのキャッシュエージェント全体と別のキャッシュエージェントの半分などであり得る。各キャッシュ要素におけるキャッシュエージェントは、直接に、集合的に、または、直接と集合的の組み合わせで、スヌープフィルタデバイスに接続され得る。任意のキャッシュ要素が、任意の物理キャッシュユニット、物理キャッシュユニットの一部、または１つのキャッシュ識別子によって一意に識別されるキャッシュユニットのグループとみなされ得ることが当業者によって理解される。したがって、キャッシュ識別子は、本発明に従って、キャッシュ要素に対する識別子である。
【0047】
図９は、たとえば、各プレゼンスベクトル内のプレゼンスビットの数が、キャッシュ識別子を明示的に表現するのに十分であるような、任意数のプレゼンスビットを含むプレゼンスベクトルの概略図である。プレゼンスベクトルは、追加的または代替的に、１つの占有ビットを含んでもよい。占有ビットは、上記プレゼンスベクトルに関連付けられたタグによって識別されるキャッシュラインが、キャッシュ識別子によって表されるキャッシュ要素に存在する場合に、真、に設定され、キャッシュラインが存在しない場合には、偽、に設定され得る。
【0048】
図８は、各スヌープフィルタストレージロケーションが１つのキャッシュ要素にマッピングされているスヌープフィルタインスタンスの概略図である。スヌープフィルタデバイスの各スヌープフィルタストレージロケーションは、本発明の任意の実施形態に従って、１つのキャッシュ要素にマッピングされ得る。このマッピングは、任意の１つのスヌープフィルタストレージロケーションが、それがマッピングされているキャッシュ要素のみを追跡し得ることを意味している。任意の１つのスヌープフィルタストレージロケーションは、言い換えれば、そのスヌープフィルタストレージロケーションがマッピングされているキャッシュ要素に格納されているキャッシュラインに関連する情報のみを含んでよい。したがって、各スヌープフィルタストレージロケーションは、１つのキャッシュ要素に全単射的（bijectively）にマッピングされていると言うことができる。結果として、所定のタグを格納するスヌープフィルタストレージロケーションは、そのスヌープフィルタストレージロケーションがマッピングされているキャッシュ要素が、そのタグによって識別されるキャッシュラインのコピーを保持することを示し得る。その結果、同じスヌープフィルタストレージロケーションは、キャッシュラインのコピーを保持する、キャッシュ要素の部分、たとえば特定のキャッシュエージェント、に関するいかなる情報も含み得ない。同じスヌープフィルタストレージロケーションは、システム内の他のキャッシュ要素におけるキャッシュラインの存在に関する情報を含み得ない。スヌープフィルタデバイスの各スヌープフィルタストレージロケーションは、本発明の任意の実施形態に従って、１つのキャッシュ要素に各々マッピングされるように構成されるとみなすことができる。複数のスヌープフィルタストレージロケーションが各々、同じキャッシュ要素にマッピングされ得る。これは、スヌープフィルタデバイスが、１つのキャッシュ要素内の複数のキャッシュラインを追跡するために、複数のスヌープフィルタストレージロケーションを利用し得ることを意味している。
【0049】
スヌープフィルタデバイスは、本発明の一実施形態に従って、各スヌープフィルタストレージロケーションが１つのキャッシュ要素に暗黙的にマッピングされるように設計されている。各スヌープフィルタストレージロケーションは、この場合、各々がスヌープフィルタインスタンス内のストレージロケーションを介して、１つのキャッシュ要素に暗黙的にマッピングされる。このマッピングは、ハードウェア、ファームウェア統合、および／またはソフトウェア統合によるものであり得る。結果的に、プレゼンスベクトルを構成するプレゼンスビットは、キャッシュ要素に対するキャッシュ識別子を明示的に表現する必要はない。１プレゼンスベクトルあたりのプレゼンスビットの数は、キャッシュ識別子によって識別されるキャッシュ要素が特定のキャッシュラインのコピーを保持しているかどうかを示す１ビットであり得る。１のプレゼンスビットは、上記プレゼンスビットに関連付けられたタグによって識別されるキャッシュラインが、プレゼンスビットのストレージロケーションがマッピングされているキャッシュ要素に存在する場合に、真、に設定され、キャッシュラインが存在しない場合には、偽、に設定される。
【0050】
スヌープフィルタデバイスの各ストレージロケーションは、本発明に従って、同じ形式のスヌープフィルタエントリを格納するように構成されている。スヌープフィルタエントリの形式は、エントリがどのタイプのストレージロケーション要素を備えるかによって、および各ストレージロケーション要素に割り当てられるビット数によって決定される。このようなストレージロケーション要素の例は、タグ、１つまたは複数のプレゼンスベクトル、１つまたは複数の状態ビットなどである。スヌープフィルタエントリの形式はまた、各ストレージロケーション要素に割り当てられたビット数、たとえば、プレゼンスベクトルあたりのタグビットの数およびプレゼンスビットの数によって決定される。したがって、同じ形式の２つのスヌープフィルタエントリは、各ストレージロケーション要素に割り当てられる同じ数のビットを有する同じタイプのストレージロケーション要素を備える。図３は、１つのプレゼンスベクトルを含むスヌープフィルタエントリを例示しており、ここで、プレゼンスベクトルは複数のビットを含み（図３ａ）、プレゼンスベクトルは１ビットからなる（図３ｂ）。
【0051】
スヌープフィルタデバイスは、データトラフィックをモニターして、さまざまなキャッシュラインに属するデータブロックのコヒーレンシ状態の追跡を続けるデバイスとみなすことができる。モニターされるデータトラフィックは、キャッシュラインアドレスの少なくとも一部の形式の情報、たとえば、特定のキャッシュラインが変更されているという情報を含み得る。キャッシュラインアドレスは、タグおよびｋビットのインデックスを含み得、ここで、ｋビットの少なくとも一部は、セットアソシエティブスヌープフィルタインスタンス内のどのセットが、インデックスに付属の、すなわち関連付けられた、タグを有するエントリを含むかを、判定する／インデックスを付ける、ために使用される。特定のキャッシュラインアドレスに属するタグは、この場合、そのキャッシュラインアドレスのインデックスによって示されるセットアソシエティブスヌープフィルタインスタンスのセット内のエントリの一部としてのみ格納することができる。したがって、キャッシュラインは、言い換えれば、そのキャッシュラインアドレスのインデックスを介してインスタンス内のセットに関連付けられ得る。
【0052】
キャッシュラインアドレスは、図４に例示されるように、タグおよびｋビットのインデックスを含み得、ここで、ｋビットのインデックスの少なくとも一部は、スヌープフィルタインスタンス内のどのセットが、インデックスに付属の、すなわち関連付けられた、タグを保持するエントリを含むかを判定する／インデックスを付ける、ために使用される。たとえば、４ビットのインデックスが１６の異なるセットにインデックスを付ける一方で、８ビットのインデックスは、２５６の異なるセットにインデックスを付けることができる。場合によっては、たとえば図４に例示されるように、キャッシュラインは２k＞ｍi,fであるｋビットのインデックスを含み、これは、キャッシュラインアドレスの最大のインデックスが、スヌープフィルタインスタンスに存在しないセットを示し得ることを意味している。それゆえ、スヌープフィルタデバイスの任意のスヌープフィルタインスタンスは、２k＞ｍi,fのときに、ｋビットのインデックスに関連付けられたタグを、ｋビットのインデックスの最下位または最上位ｌｏｇ2（ｍi,f）ビットによって示されるセットに格納し得る。インデックスの長さｋは、さまざまなエージェント、たとえば、キャッシュ要素またはスヌープフィルタエージェントなどの関連性（associativity）などの、さまざまなシステムパラメータによって判定され得る。ここでの関連性の程度は、ｎウェイセットアソシエティブエージェントにおけるｎの値を意味している。直接マッピングされているエージェントは、前に記載したように、関連性ｎ＝１を有し、２ウェイセットアソシエティブであるエージェントは関連性ｎ＝２を有し、４ウェイのセットアソシエティブであるエージェントは関連性ｎ＝４を有し、以下同様に続く。
【0053】
スヌープフィルタデバイスは、図２に概略的に例示されるように、スヌープフィルタデバイスに実装される初期数Ｓiのスヌープフィルタインスタンスで製造され得る。この初期数のスヌープフィルタインスタンスは、たとえば、ハードウェアまたはソフトウェアで実装され得、スヌープフィルタデバイスが含むことができるスヌープフィルタインスタンスの最大数を決定する。このようなスヌープフィルタデバイスの例は、物理的に実装されるインスタンスの初期数で製造されたＡＳＩＣベースのスヌープフィルタデバイスである。スヌープフィルタインスタンスの初期数は、任意の２の累乗、たとえば、８、１６、３２、６４、または１２８であり得る。
【0054】
スヌープフィルタデバイスは、本発明の一実施形態に従って、別個のユニット、たとえば、ノードコントローラまたはＣＰＵによって駆動され得る。このユニットは、初期スヌープフィルタインスタンスを完全に独立して動作させるように、または２つまたはそれ以上の最終スヌープフィルタインスタンスのグループを１つのインスタンスであるかのように同時に動作させるように、構成され得る。スヌープフィルタデバイスを駆動するユニットは、最大数のキャッシュ要素を追跡するために、Ｓi個の初期スヌープフィルタインスタンスの各々を個別に動作させ得る。各スヌープフィルタインスタンスが、１タグあたりＰ個のキャッシュ要素を追跡することができるため、スヌープフィルタデバイスが追跡することができるキャッシュ要素の最大数Ｃmaxは、この場合、Ｃmax＝Ｐ・Ｓiになる。最大Ｃmaxより少ない数のキャッシュ要素を追跡することが望ましい場合、スヌープフィルタデバイスを駆動するユニットは、複数の初期スヌープフィルタインスタンスを、より大きな最終インスタンス、すなわち、有効なインスタンスにグループ化し得る。スヌープフィルタインスタンスのグループ化は、実際には、たとえばアドレスインターリービングを通じて行われ得る。
【0055】
一例として、スヌープフィルタデバイスは、各初期インスタンスにおけるｍi個のセットおよび各初期インスタンスにおける１セットあたりｎi個のストレージロケーションを備えて初期数Ｓiの初期スヌープフィルタインスタンスで設計され得る。Ｓi、ｍi、およびｎiは、ここで任意の正の整数であり得、たとえば、Ｓi＝２gであって、ここでｇ＝｛１，２，．．．｝であり、ｍi＝２hであって、ここでｈ＝｛０，１，２，．．．｝であり、およびｎi＝２jであって、ここでｊ＝｛０，１，２，．．．｝である。スヌープフィルタデバイスは、ここで説明される通り、最大Ｃmax個のキャッシュ要素を追跡するように構成されており、ここでＣmax＝Ｐ・Ｓiである。スヌープフィルタデバイスは、複数の初期スヌープフィルタインスタンスを共にグループ化することによって、Ｃ＜Ｃmax個のキャッシュ要素を追跡し得る。たとえば、Ｓi個の初期スヌープフィルタインスタンスで設計されたスヌープフィルタデバイスを用いてＣ＝Ｃmax／２個のキャッシュ要素を追跡することが望ましい場合、スヌープフィルタデバイス、またはスヌープフィルタデバイスを駆動するコンポーネントは、たとえば、２つの初期スヌープフィルタインスタンス同士を共にグループ化し得る。後者の場合、スヌープフィルタデバイスは、Ｓf＝Ｓi／２個の最終スヌープフィルタインスタンスとなる。ｎfおよびｍfは、式Ｓf・ｍf・ｎf＝Ｓi・ｍi・ｎiに従って決定され、これは、本例では、ｍf×ｎf＝２ｍi×ｎfであることを意味している。たとえば、ｍf＝ｍiである場合、ｎf＝２・ｎiであるか、またはｎf＝ｎiである場合、ｍf＝２・ｍiである。
【0056】
Ｓi、ｍi、およびｎiは、本発明の任意の実施形態に従って、各々が任意の正の整数であり得、たとえば、Ｓi＝２gであって、ここでｇ＝｛１，２，．．．｝であり、ｍi＝２hであって、ここでｈ＝｛０，１，２，．．．｝であり、およびｎi＝２jであって、ここでｊ＝｛０，１，２，．．．｝である。ｍiは、たとえば、百、千、または万のオーダーであり得る。ｎiは、たとえば、百、千、または万のオーダーであり得る。Ｓiは、たとえば、８、１６、３２、６４、１２８、または２５６に等しくてよい。
【0057】
図１０および１１は、スヌープフィルタデバイスを含むノードコントローラを例示する。ノードコントローラは、スヌープフィルタデバイスを駆動するように構成され得、スヌープフィルタデバイス内の初期スヌープフィルタインスタンスを最終スヌープフィルタインスタンスにグループ化するように構成され得る。スヌープフィルタデバイスは、ここで、ノードコントローラを介してＣ個のキャッシュ要素に接続され得る。
【0058】
図１２は、Ｃ個のキャッシュ要素と、Ｃ個のキャッシュ要素に接続されたスヌープフィルタデバイスとを含むマルチコンポーネントコンピュータシステムを例示する。図１３は、Ｃ個のキャッシュ要素と、スヌープフィルタデバイスを含むノードコントローラとを含むマルチコンポーネントコンピュータシステムを例示しており、ノードコントローラはＣ個のキャッシュ要素に接続されている。
【0059】
図１４は、本発明の第１の態様によるスヌープフィルタデバイスを編成する工程を含むコンピュータ実装方法を例示し、スヌープフィルタデバイスがＣ個のキャッシュ要素に接続されている場合に、積Ｓf・ｍf・ｎfが積Ｓi・ｍi・ｎiに等しく、ＳfがＣ／Ｐに等しい。コンピュータ実装方法は、当業者に理解されるように、適切な手段によって実施され得る。適切な手段は、ここでは、ＣＰＵ、ＣＰＵのグループ、ノードコントローラ、または他の適切な手段であり得る。コンピュータ実装方法は、図１０および１１に概略的に示すように、たとえばノードコントローラにインストールされた、コンピュータ可読記憶媒体上の一連の実行可能命令として格納され得る。この命令は、コンピュータシステム、またはコンピュータシステムのコンポーネント、たとえば、ＣＰＵ、ＣＰＵのグループ、またはノードコントローラによって実行され得る。この命令の実行によって、コンピュータシステムは上記コンピュータ実装方法を実行することができる。
【要約】
本発明は、マルチプロセッサシステムにおけるスケーラブルな数のキャッシュ要素の追跡の改善を可能にすることを目的とした、スヌープフィルタデバイス、ノードコントローラ、マルチコンポーネントコンピュータシステム、コンピュータ実装方法、データ処理システム、およびコンピュータ可読記憶媒体に関する。本発明は、追跡することが望ましいキャッシュ要素の数に応じたスヌープフィルタデバイスのスケーリングを含む。
【図1a】
【図1b】
【図2a】
【図2b】
【図2c】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】