存儲(chǔ)設(shè)備中的訪問抑制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本公開涉及控制對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的訪問。
【背景技術(shù)】
[0002]已知的是提供具有存儲(chǔ)設(shè)備的數(shù)據(jù)處理裝置，所述存儲(chǔ)設(shè)備具有一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)單元，在所述儲(chǔ)存單元中能夠存儲(chǔ)數(shù)據(jù)項(xiàng)目(具有關(guān)聯(lián)存儲(chǔ)地址)。例如，存儲(chǔ)設(shè)備是組相關(guān)緩存(set-associative cache)，可以將給定數(shù)據(jù)項(xiàng)目存儲(chǔ)在該組相關(guān)緩存的多個(gè)線路中的任一線路內(nèi)。
[0003]在這種情況下，還知道的是為了減小存儲(chǔ)設(shè)備的整體訪問時(shí)間，在明確知道所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)項(xiàng)目被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備的儲(chǔ)存單元中的哪個(gè)儲(chǔ)存單元之前，在這些儲(chǔ)存單元中的每一儲(chǔ)存單元中開始讀取過程。例如，在諸如組相關(guān)的上下文中，已知的是執(zhí)行來自的所有線路的讀取過程，并且依賴于命中標(biāo)簽(所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)項(xiàng)目的存儲(chǔ)地址和存儲(chǔ)地址的存儲(chǔ)標(biāo)簽部分之間的匹配)以從多個(gè)線路讀出的數(shù)據(jù)項(xiàng)目中的每一個(gè)選擇正確的數(shù)據(jù)項(xiàng)目。然而，這種技術(shù)存在以下缺點(diǎn):除了針對(duì)實(shí)際存儲(chǔ)該數(shù)據(jù)項(xiàng)目的儲(chǔ)存單元執(zhí)行的讀取過程之夕卜，在執(zhí)行來自“其它”儲(chǔ)存單元(其中實(shí)際上沒有存儲(chǔ)所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)項(xiàng)目)的讀取過程中消耗附加能量。
[0004]為了試圖減少具有多個(gè)儲(chǔ)存單元的存儲(chǔ)設(shè)備的能量消耗，還知道的是試圖預(yù)測(cè)存儲(chǔ)所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)項(xiàng)目的儲(chǔ)存單元，使得僅訪問該儲(chǔ)存單元，并且不消耗與訪問未存儲(chǔ)該數(shù)據(jù)項(xiàng)目的其它儲(chǔ)存單元相關(guān)的附加能量。例如，在上述組相關(guān)緩存的上下文中，已知多種“線路預(yù)測(cè)”技術(shù)，所述“線路預(yù)測(cè)”技術(shù)確定存儲(chǔ)所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)項(xiàng)目的線路并僅開始與這種線路有關(guān)的訪問。然而，這些技術(shù)具有如下缺點(diǎn):線路預(yù)測(cè)增加在存儲(chǔ)器中檢索數(shù)據(jù)所花費(fèi)的總時(shí)間，這是由于完成線路預(yù)測(cè)的附加時(shí)間可以延遲存儲(chǔ)器訪問的開始。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)第一方面，提供了一種存儲(chǔ)設(shè)備，包括:多個(gè)儲(chǔ)存單元；以及訪問控制電路，配置為接收訪問請(qǐng)求，并響應(yīng)于該訪問請(qǐng)求在多個(gè)儲(chǔ)存單元中的每一儲(chǔ)存單元中開始訪問過程，其中所述訪問控制電路配置為在已經(jīng)開始訪問過程之后接收訪問停止信號(hào)，并且所述訪問控制電路配置為響應(yīng)于所述訪問停止信號(hào)，開始訪問抑制以便抑制在多個(gè)儲(chǔ)存單元中的至少一個(gè)儲(chǔ)存單元中的訪問過程。
[0006]本技術(shù)提供了一種存儲(chǔ)設(shè)備，其中通過將訪問控制電路配置為響應(yīng)于接收到的訪問請(qǐng)求(例如，來自試圖尋求訪問存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備中的數(shù)據(jù)項(xiàng)目的處理器)，開始多個(gè)儲(chǔ)存單元中的每一個(gè)(全部)中的訪問過程，來促使快速訪問存儲(chǔ)設(shè)備。訪問請(qǐng)求可以是讀取訪問請(qǐng)求或可以是寫入訪問請(qǐng)求。然而，由于訪問控制電路可以在已經(jīng)開始訪問過程之后接收訪問停止信號(hào)，并響應(yīng)于該訪問停止信號(hào)來抑制在多個(gè)儲(chǔ)存單元中的至少一個(gè)中的訪問過程，因此也可以減小由存儲(chǔ)設(shè)備消耗的動(dòng)態(tài)功率。因此，盡管由于訪問過程已經(jīng)啟動(dòng)的事實(shí)而導(dǎo)致存儲(chǔ)設(shè)備已消耗一部分動(dòng)態(tài)功率，通過對(duì)多個(gè)儲(chǔ)存單元中的至少一個(gè)(例如，當(dāng)已經(jīng)識(shí)別了存儲(chǔ)所請(qǐng)求的數(shù)據(jù)項(xiàng)目的儲(chǔ)存單元時(shí)，隨后認(rèn)識(shí)到?jīng)]有存儲(chǔ)該數(shù)據(jù)項(xiàng)目的儲(chǔ)存單元中的除此之外的全部單元)中的訪問過程的抑制，可以節(jié)約動(dòng)態(tài)功率。應(yīng)注意，訪問控制單路可以獨(dú)立于提供對(duì)所有儲(chǔ)存單元的訪問控制的多個(gè)儲(chǔ)存單元，形成存儲(chǔ)設(shè)備的單獨(dú)組件，或可以分布在向每個(gè)儲(chǔ)存單元提供專門訪問控制的多個(gè)儲(chǔ)存單元之間。
[0007]可以在多個(gè)線路中執(zhí)行對(duì)訪問過程的抑制，但是在一些實(shí)施例中，多個(gè)儲(chǔ)存單元中的每一個(gè)包括字線電路(wordline circuitry)，所述字線電路配置為響應(yīng)于訪問請(qǐng)求激活所選擇的字線作為訪問過程的一部分；并且所述存儲(chǔ)設(shè)備還包括字線抑制電路，配置為響應(yīng)于訪問停止信號(hào)抑制所選擇的字線。因此，在訪問過程依賴于被激活的所選擇字線的情況下(例如，增加至預(yù)定電壓)，可以通過抑制所選擇字線(例如，通過將所選字線恢復(fù)至未激活狀態(tài)(例如，到邏輯零值))，來抑制訪問過程的其它進(jìn)程?？梢园凑斩喾N方式執(zhí)行對(duì)所選擇字線的抑制，但是在一些實(shí)施例中，所述字線抑制電路配置為響應(yīng)于訪問停止信號(hào)將所選字線與固定電壓相連。例如，所述字線抑制電路可以包括到存儲(chǔ)設(shè)備中的電壓軌(例如，接地(VSS)軌)的可選性連接。
[0008]備選地或附加地，可以相對(duì)于存儲(chǔ)設(shè)備中的讀出放大器電路執(zhí)行對(duì)訪問過程的抑制，在一些實(shí)施例中，多個(gè)儲(chǔ)存單元中的每一個(gè)包括讀出放大器電路，并且所述存儲(chǔ)設(shè)備配置為響應(yīng)于執(zhí)行訪問過程的訪問請(qǐng)求來激活讀出放大器電路，所述存儲(chǔ)設(shè)備還包括讀出放大器抑制電路，配置為響應(yīng)于訪問停止信號(hào)抑制讀出放大器電路。通常由讀出放大器電路產(chǎn)生響應(yīng)于讀取訪問請(qǐng)求從每個(gè)儲(chǔ)存單元讀取的數(shù)據(jù)，其中通常一旦儲(chǔ)存單元中的位線已經(jīng)放電到有可能令讀出放大器電路根據(jù)這些位線之間的電壓差確定所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)值的點(diǎn)，便激活該讀出放大器電路；并且將讀出放大電路用于產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)值通常表示儲(chǔ)存單元在執(zhí)行訪問過程中消耗較多的動(dòng)態(tài)功率(部分還由于改變數(shù)據(jù)值同樣引起輸出驅(qū)動(dòng)器切換)。因此抑制讀出放大器電路可以避免消耗這種動(dòng)態(tài)功率，具體地如果可以在激活讀出放大器電路之前訪問停止信號(hào)生效。
[0009]讀出放大器抑制電路可以按照多種方式抑制讀出放大器電路，但是在一些實(shí)施例中，讀出放大器電路配置為當(dāng)放大器使能信號(hào)維持(asserted)時(shí)是激活，并且所述讀出放大器抑制電路配置為響應(yīng)于訪問停止信號(hào)將讀出放大器使能信號(hào)連接到固定電壓。當(dāng)讀出放大器電路需要維持使能信號(hào)以便激活時(shí)，將使能信號(hào)與固定電壓(當(dāng)讀出放大器使能信號(hào)為高電平有效時(shí)接地，或當(dāng)讀出放大器使能信號(hào)為低電平有效時(shí)為邏輯高值)相耦接可以有效地禁用讀出放大器電路，并防止由讀出放大器電路的操作消耗任何顯著其它動(dòng)態(tài)功率。
[0010]存儲(chǔ)設(shè)備可以采取多種形式，但是在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)設(shè)備是與數(shù)據(jù)處理器聯(lián)合提供的一級(jí)緩存(first level cache)。通常需要的是非常快速地接收來自一級(jí)緩存的響應(yīng)，因此有利的是不會(huì)由于對(duì)訪問數(shù)據(jù)項(xiàng)目的精確存儲(chǔ)位置(例如，以組相關(guān)緩存的形式)的不確定性而導(dǎo)致這種響應(yīng)性延遲，如本技術(shù)所支持的。
[0011]多個(gè)儲(chǔ)存單元可以采用多種形式，但是在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)設(shè)備是多路組相關(guān)緩存，并且多個(gè)儲(chǔ)存單元是所述多路組相關(guān)緩存的多個(gè)線路?？梢栽诙鄺l線路的任一線路中發(fā)生以這種方式將數(shù)據(jù)項(xiàng)目存儲(chǔ)在多路組相關(guān)存儲(chǔ)設(shè)備中，但是當(dāng)存儲(chǔ)設(shè)備首先接收到訪問請(qǐng)求時(shí)，存儲(chǔ)特定數(shù)據(jù)項(xiàng)目的線路通常是不可知的，除非延遲了提供訪問請(qǐng)求，同時(shí)執(zhí)行一些線路預(yù)測(cè)。本技術(shù)支持向存儲(chǔ)設(shè)備提供未延遲的訪問請(qǐng)求，但是仍得益于存儲(chǔ)設(shè)備隨后接收到后期停止信號(hào)(諸如，預(yù)測(cè)線路信號(hào))，因此仍減小存儲(chǔ)設(shè)備的動(dòng)態(tài)功率消耗。
[0012]在多路組相關(guān)緩存中，可以按照多種方式執(zhí)行訪問抑制，但是在一些實(shí)施例中，多種線路中的每一個(gè)線路包括標(biāo)簽儲(chǔ)存單元和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存單元，并且所述訪問控制電路配置為在所述多個(gè)儲(chǔ)存單元中的至少一個(gè)標(biāo)簽儲(chǔ)存單元中開始訪問抑制。因此，在執(zhí)行標(biāo)簽檢索和比較(相對(duì)于要執(zhí)行的訪問請(qǐng)求的存儲(chǔ)地址的至少一個(gè)部分)的情況下，可以通過抑制在至少一個(gè)標(biāo)簽儲(chǔ)存單元中執(zhí)行的訪問過程的一部分來實(shí)現(xiàn)節(jié)約動(dòng)態(tài)功率。
[0013]備選地或附加地，在一些實(shí)施例中，多個(gè)線路中的每一個(gè)線路包括標(biāo)簽儲(chǔ)存單元和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存單元，并且所述訪問控制電路配置為在多個(gè)儲(chǔ)存單元中的至少一個(gè)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存單元中開始訪問抑制。在將來自多種線路的數(shù)據(jù)項(xiàng)目初始檢索為訪問過程的一部分的情況下，可以通過抑制從至少一個(gè)數(shù)據(jù)儲(chǔ)存單元檢索數(shù)據(jù)項(xiàng)目，來節(jié)省動(dòng)態(tài)功率。
[0014]在一些實(shí)施例中，所述訪問控制單路配置為在多個(gè)儲(chǔ)存單元中的每一個(gè)儲(chǔ)存單元中產(chǎn)生內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)，以便控制訪問過程的時(shí)序，并且所述訪問控制電路配置為在已經(jīng)產(chǎn)生了內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的第一邊沿之后開始訪問抑制。在針對(duì)每個(gè)儲(chǔ)存單元產(chǎn)生內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)以便控制訪問過程的時(shí)序的情況下，例如該內(nèi)容時(shí)鐘信號(hào)的第一邊沿(例如，上升沿)通常發(fā)信號(hào)通知該儲(chǔ)存單元中的訪問過程的起點(diǎn)，以下情況是有利的:訪問抑制可以在開始于該點(diǎn)之后(即，在內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的第一邊沿之后開始的訪問過程不是原子級(jí)別的，實(shí)際上可以是被中斷)，這是由于這樣提供即使在這種較晚階段仍節(jié)省動(dòng)態(tài)功率的機(jī)會(huì)。
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