TWI285839B - Selectively prefetch method and bridge module - Google Patents

Description

1285839 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種選擇性預取方法以及橋接模組，尤 其是指一種用於電腦系統之選擇性預取方法以及橋接模 組。 【先前技術】 請參閱圖1所示，其係為習知個人電腦系統之示意 圖。習知個人電腦1包含一機殼（圖未示）、一主機板U、 一顯示螢幕12。其中，主機板u具有一中央處理單元 lll(Central Processing Unit，CPU)、一主匯流排 112、一北 橋模組113、一記憶體匯流排114、一動態隨機存取記憶體 115、一南橋模組116、一輸入/輸出（Input/〇utput，i/〇)匯流 排 117、一 AGP(AdvanCed Graphical Port)匯流排 118、以 及一影像圖形加速卡（以下簡稱VGA卡）119。機殼用以容 置主機板11以及至少一週邊裝置13，例如硬碟、光碟機、 電源供應H等，即形成-般使用者所熟知的電腦主機。一 般而言，中央處理單元m與北橋模組113藉由主匯流排 112相連接，北橋模、組113與記憶體115 #由記憶體匯流 排114相連接’北橋模、組113與VGA卡119藉由AGp匯 流排118相連接。 在習知個人電腦系統1中，中央處理單元m用來控 制電腦系統1的整體運作，北橋模組113用來控制高速週 邊(例如記鍾115)以及與中央處理單A U1《間的訊號 1285839 · 傳輸。而南橋模組116藉由輸入/輸出匯流排117用來抑制 低速週邊裝置ί3(例如硬碟、輸入/輸出裝置）以及北橋模組 113之間的訊號傳輸。VGA卡119用以進行圖形運算以產 生影像訊號以驅動顯示螢幕12。 • 隨著科技進步，中央處理器111之功能越來越強大以 • 及執行速度越來越快’因此個人電腦系統1之性能乃取争 >於記憶體115或是週邊裝置13的速度，舉例說明之，二 ，· 個人電腦系統1執行應用程式時，記憶體115之存取了处 ·.會耗用較長之應用程式的執行時間，因此如何縮短記= 115的存取時間以提昇電腦系統的效率，乃為極重要^課 題0 一般而言，在記體存取週期時，北橋模組⑴ 之一記憶體控制器（圖未示）會由記憶體匯流 存取之記憶體位址，加以解瑪後定址到記憶體u 之位址以進行資料的讀取寫入。因為記憶體 ：， 取速度限制，所以個人電腦系統！常常 身的存 等待存取記憶體115之資料。目前熟悉：二支;::寺間在 種預取(Prefetch)機制以解決上述之問題，、何者揭露一 資料存於-高速之緩衝ϋ中，例如_\RU預取機制乃先將 所需之資料已被預取到-高速之緩衝輯器中’如果 取週期即可將暫存器之資料取出，即。則在記憶體讀 115的存取時間，以提昇電腦系統之大幅降低記憶體 但是，習知的預取機制並未考慮是否需， 作，只是盲目的執行預取動作， 而要執仃預取動 ⑧預取之資料不是所 7 1285839 需的資料時，反而會造成整體效率低落，對於要求效率及 使用率的現代科技來說，實不符合需求，因此如何提供一 種能夠有效預取資料之選擇性預取方法以及橋接模組，實 屬當前重要課題之一。 【發明内容】 ^ 有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種能夠有效 ^ 預取資料之選擇性預取方法以及橋接模組。 . 緣是，為達上述目的，依本發明之選擇性預取方法， 其係實施於一橋接模組，其中橋接模組具有一預取控制器 以及一記憶體控制器，預取控制器具有至少一來源比較暫 存器，且來源比較暫存器儲存至少一判斷參考值，本發明 之選擇性預取方法包含下列步驟：首先，由橋接模組接收 一指令；接著，預取控制器依據判斷參考值判斷指令之來 源是否符合一特定來源；再者，當指令之來源符合特定來 • 源時，預取控制器透過該記憶體控制器執行一預取動作； - 反之，當指令之來源不符合特定來源時，預取控制器不執 ，行該預取動作。 緣是，為達上述目的，依本發明之橋接模組，係與一 記憶體相配合，本發明之橋接模組包含一記憶體控制器以 及一預取控制器。其中，預取控制器具有一來源比較暫存 器，其係儲存有至少一判斷參考值，記憶體控制器用以存 取記憶體。預取控制器可依據判斷參考值判斷一指令之來 源是否符合一特定來源，當指令之來源符合特定來源時’ 8 1285839 · 預取控制器透過記憶體控制器執行一預取動作，當指令之 來源不符合特定來源時，預取控制器不執行該預取動作。 承上所述，因依本發明之選擇性預取方法以及橋接模 組係藉由預取控制器先依據判斷參考值判斷指令之來源 是否符合特定來源’並當指令之來源符合特定來源時，預 .取控制器透過記憶體控制器執行預取動作，當指令之來源 '不符合特定來源時，預取控制器不執行該預取動作，如此 • p 了遥擇性地決定疋否要進行預取動作以避免盲目進行 -預取動作，所以能夠有效預取資料，進而提升電腦系統的 整體效率。 【實施方式】 以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之選 擇性預取方法以及橋接模組。 睛參閱圖2所7F，為本發明之橋接模組2〇應用於一 電腦系統2之示意圖°而電腦系統2的運作原理如前所述 之個人電腦系、统1，在不影響本發明技術揭露的情況下， 關於電腦系統2的運作原理不再加以贅述，其中相同之元 件給予相同之元件符號。本發明較佳實施狀橋接模組2〇 係與電腦系統2中之記憶體115她合。以下說明，乃是 以預取記憶體115之資料作為—較佳實施例說明。 本較佳實施例之橋接模組2〇可為一北橋模組用來控 1。中央處理單兀111之間的訊號傳輸。當然橋接模組 亦可為一具有南/北橋模組之整合晶片組（integrated 1285839

Chlpset)。橋接模組2〇,包含—記憶體控制器以及一預 取控制器23。 娜控制器23，包含-來源比較暫存器231、一預取 •暫存區232以及-歷史預取結果正確率記錄器233。 . 其中’來源比較暫存器231儲存有至少一判斷參考 值，此判斷參考值可為-來源參考值，以利後續提供給預 取控制器23進行比對判斷是否進行預取動作之用，預取 存區232為-高速之缓衝器，例如一划緩衝器，其内 ’ 容包括預取動作所取得之預取資料及豆你 歷史預取結果正確率記錄器2^係=記錄預取動作 之正確率，誶言之，歷史預取結果正確率記錄器係用 來統计、A錄到目前為止，若執行預取動作時，預取資料 會被真正使用的機率。若目前的正確率較高，則預取控制 器23才會執行預取動作；若目前的正確率較低，則預取 控制器23不會執行預取動作。 _ 記憶體控制器22係連接記憶體115，兩者係藉由記憶 _ 體匯流排114相連接，此記憶體匯流排114用以傳輸^^八]^ • 的資料、記憶體位址以及控制信號，此外記憶體匯流排i 14 包括資料匯流排（data bus)、位址匯流排（address bus)、以 及控制信號匯流排（control signal bus)。 預取控制器23可依據來源比較暫存器231内之判斷 參考值，加以判斷來自中央處理器111或是週邊裝置（例如 PCI匯流排裝置）之一指令的來源是否符合一特定來源，當 指令之來源符合特定來源時，預取控制器23透過記憶體 10 1285839 控制器22執行一預取動作，當指令之來源不符合特定來 源時，預取控制器23不執行預取動作。 在本實施例中，當預取控制器23收到read指令且位 址符合預取暫存區232中所預取的位址時，則直接將預取 資料取出而不必經由記憶體控制器22,因此能夠有效節省 ' 資料讀取的時間。 > 請參考圖3所示，為本發明較佳實施例之選擇性預取 ·· 方法的流程圖，本發明之選擇性預取方法可實施於上述之 、 橋接模組，以下用以說明橋接模組20之作動流程。 步驟S01 :設定來源比較暫存器231之判斷參考值， 一般而言，目前中央處理器111本身已經具有預取之功 能，如果橋接模組20再針對中央處理器111的指令進行預 取時，反而造成處理時間的浪費，因此將中央處理器111 設定排除在判斷參考值之外，所以當預取控制器23分析 所接收到的指令來自中央處理器111時，則不進行預取動 • 作，以節省處理時間的浪費。 ， 步驟S02 :由橋接模組10接收一指令，例如，此指令 - 之來源可以是中央處理器111或週邊裝置13。 步驟S03:預取控制器23依據判斷參考值判斷此指令 之來源是否符合一特定來源，在此若假設此指令來自中央 處理器111之指令，橋接模組10接收此指令時，即得知此 指令由中央處理器111所發出，並且依據判斷參考值加以 判斷此指令之來源是否為一特定來源，以決定是否要進行 預取動作，在此，中央處理器111不為判斷參考值之一， 1285839 因此預取控制器23判斷此指令之來源不符合特定來源， 即執行步驟S05。反之，若假設此指令來自一週邊裝置 13(例如一 PCI匯流排裝置），則預取控制器23判斷此指令 之來源符合特定來源，即執行步驟S04。 步驟S04:預取控制器23依據歷史預取結果正確率記

錄器233的結果判斷正確率是否高於一標準值，若目前的 正確率較高，則執行步驟S06 ;若目前的正確率較低，則 執行步驟S05。 ’步驟S05 :預取控制器23不執行預取動作，在此，預 取控制器23依據判斷參考值判斷此指令之來源不符合特 定來源，因此預取控制器23不執行預取動作；另外，當 預取控制器23依據歷史預取結果正確率記錄器233的結 果判斷正確率低於一標準值時，預取控制器23亦不執行 預取動作。 步驟S06 :預取控制器23透過記憶體控制器22執行 ® 預取動作。 ， 承上所述，因依本發明之選擇性預取方法以及橋接模 . 組係藉由預取控制器先依據判斷參考值判斷一指令之來 源是否符合一特定來源，接著當指令之來源符合特定來源 時，預取控制器透過記憶體控制器執行一預取動作’當指 令之來源不符合特定來源時，預取控制器不執行該預取動 作，如此即可選擇性地決定是否要進行預取動作以避免盲 目進行預取動作，所以能夠有效預取資料，進而提升電腦 系統的整體效率。 12 1285839 以上所述僅為舉例性’而非為限制性者。任何未脱離 本發明之㈣與麟’㈣其崎之#效似錢更，均 應包含於後附之_請專利範圍令。 【圖式簡單說明】 圖1為習知個人電腦系統之示意圖； 圖2為-電腦系統之示意圖，其包含本發 例之橋接模組；以及 圖3為本發明較佳實施例之選擇性預取方法的流程 圖。 元件符號說明： 1-習知個人電腦 11 -主機板 12-顯示螢幕 111- 中央處理單元 112- 主匯流排 113- 北橋模組 114- 記憶體匯流排 Π5-動態隨機存取記悚 Π6-南橋模組 117- 輸入/輸出匯流排 118- AGP匯流排 119- 一影像圖形加逮卡 13 1285839 13-週邊裝置 2-電腦系統 20-橋接权組 231- 來源比較暫存器 232- 預取暫存區 2 3 3 -歷史預取結果正確率記錄器 22- 記憶體控制器 23- 預取控制器 S01〜S06本較佳實施例之選擇性預取方法的流程步驟

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Claims (1)

1285839 年月曰修替換頁 ------2Qik/12/7補充修正修正頁 十、申請專利範圍： 1. 一種資料選擇性預取方法，其係實施於一橋接模組，該 橋接模組具有一預取控制器以及一記憶體控制器，該預 取控制器具有至少一來源比較暫存器，且該來源比較暫 存器儲存至少一判斷參考值，該資料選擇性預取方法包 含： 由該橋接模組接收一指令； 該預取控制器依據該判斷參考值判斷該指令之來源是 否符合一特定來源； 當該指令之來源符合該特定來源時，該預取控制器透過 該記憶體控制器執行一預取動作；以及 當該指令之來源不符合該特定來源時，該預取控制器不 執行該預取動作。 2. 如申請專利範圍第1項所述之資料選擇性預取方法，其 中該預取控制器更包含一預取暫存區，而該資料選擇性 預取方法更包含： 將該預取動作所取得之一預取資料及其位址暫存在該 預取暫存區。 3. 如申請專利範圍第1項所述之資料選擇性預取方法，其 中該判斷參考值係為一來源參考值。 4.如申請專利範圍第3項所述之資料選擇性預取方法’其 15 1285839 玉_2/7補充修正修正頁 中該預取控制器更包含一歷史預取結果正確率記錄 器，而該資料選擇性預取方法更包含： 該歷史預取結果正確率記錄器分析記錄該預取動作之 正確率；以及 當該預取動作之正確率高於一標準值時，將該指令之來 源設為該來源參考值。

5.如申請專利範圍第1項所述之資料選擇性預取方法，其 中該指令係由一中央處理器所發出。 6. 如申請專利範圍第1項所述之資料選擇性預取方法，其 中該指令係由一電腦週邊裝置所發出。 7. 如申請專利範圍第1項所述之資料選擇性預取方法，其 中該橋接模組為一北橋晶片。 8. 如申請專利範圍第1項所述之資料選擇性預取方法，其 中該橋接模組為一整合晶片。 9. 一種具有資料選擇性預取功能之橋接模組，其係與一記 憶體相配合，該橋接模組包含： 一記憶體控制器，其係用以存取該記憶體；以及 一預取控制器，其具有一來源比較暫存器，其中該來源 比較暫存器儲存有至少一判斷參考值，該預取控制器 1285839 I 3修声i替換頁 v !-™—-—^6/12/7補充修正修正頁 係依據該判斷參考值判斷一指令之來源是否符合一 特定來源，其中當該指令之來源符合該特定來源時， 該預取控制器透過該記憶體控制器執行一預取動 作，當該指令之來源不符合該特定來源時，該預取控 制器不執行該預取動作。 10. 如申請專利範圍第9項所述之橋接模組，其中該預取控 制器更包含一預取暫存區，而該預取動作所取得之一預 _ 取資料及其位址係暫存在該預取暫存區。 11. 如申請專利範圍第9項所述之橋接模組，其中該指令係 由一中央處理器所發出。 12. 如申請專利範圍第9項所述之橋接模組，其中該指令係 由一電腦週邊裝置所發出。 » 13. 如申請專利範圍第9項所述之橋接模組，該橋接模組為 一北橋晶片。 14. 如申請專利範圍第9項所述之橋接模組，該橋接模組為 一整合晶片。 15. 如申請專利範圍第9項所述之橋接模組，其中該判斷參 考值係為一來源參考值。 17 1285839 年月 修替换$ :006/12/7補充修正修正頁 16.如申請專利範圍第15項所述之橋接模組，其中該預取 控制器更包含一歷史預取結果正確率記錄器，該歷史預 取結果正確率記錄器分析記錄該預取動作之正確率，而 且當該預取動作之正確率高於一標準值時，將該指令之 來源設為該來源參考值。

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