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申请/专利权人：吉林大学

摘要：本发明涉及一种通过优化TLB提高MCMGPU地址翻译效率的方法，该方法在构建页表时，通过将连续的虚拟页与连续的物理页进行匹配，得到PTE序列，再将每一段连续的PTE序列中的虚拟页地址信息以及其对应的物理页地址信息同时存储在对应的单个TLB条目中，达到扩大TLB容量的目的，从而减少L2TLB未命中率，提高了MCMGPU的整体性能。本发明的方法可以在不采用大页的情况下提升TLB的容量，也能解决一定程度的TLB强制缺失问题，同时利用了MCMGPU的互连特性，允许L1TLB未命中请求通过GPM之间的Package互连发送到远程GPM的L2TLB，进一步扩大了TLB容量，提高了地址翻译效率。

主权项：1.一种通过优化TLB提高MCMGPU地址翻译效率的方法，其特征在于，在构建页表时，将连续的虚拟页与连续的物理页进行匹配，得到一段连续的PTE序列，将每一段连续的PTE序列中的虚拟页地址信息以及所述虚拟页地址信息对应的物理页地址信息同时存储在对应的单个TLB条目中，并在每一个PTE的未使用的比特位中引入连续性位和标记位，其中连续性位用于记录以当前PTE为首的最长的连续PTE序列中的PTE数量，标记位包含两个比特，一个比特用于指示当前PTE是否在一个连续的PTE序列中，另一个比特用于指示当前PTE是否是其所在的连续PTE序列中的第一个PTE；在MCMGPU中，当程序的访存指令产生的地址翻译请求在L1TLB中发生未命中时，执行访问查找L2TLB的流程，所述访问查找L2TLB的流程包括以下步骤：S1：以地址翻译请求中虚拟地址的中间位作为索引，定位要查找TLB中的哪一个组；S2：并行查找组中的所有路，每一个路对应于一个TLB条目，并判断当前请求的虚拟地址中的ReqVPT是否处于TLBVPT至TLBVPT加上连续性位的值与页大小乘积的范围内，若是，则视地址翻译请求命中了L2TLB，执行步骤S3；否则，执行步骤S5；S3：计算ReqVPT和TLBVPT的差值，再将计算得到的差值加到命中的TLB条目所储存的物理页的物理地址上，得到请求所需要的实际物理页的物理地址；S4：结合实际物理页的物理地址和虚拟地址中的偏移量，进行虚拟地址到物理地址的转换，最终得到地址翻译请求中虚拟地址所对应的物理地址；S5：根据LRU策略选择一个victimTLB条目，并通过PCIe访问CPU端的IOMMU，从页表中获取相应的PTE，并将获取的PTE返回到TLB，完成地址翻译请求中虚拟地址到物理地址的转换，当根据PTE中的标记位判断从页表中获取的PTE位于连续的PTE序列中时，获取并返回该连续PTE序列中的第一个PTE到TLB。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 吉林大学 通过优化TLB提高MCM GPU地址翻译效率的方法