baron · 3月21日 · 四川

A53 cache的架构解读

快速连接

👉👉👉【精选】ARMv8/ARMv9架构入门到精通-目录 👈👈👈


 title=

引流关键词:缓存,高速缓存,cache, CCI,CMN,CCI-550,CCI-500,DSU,SCU,L1,L2,L3,system cache, Non-cacheable,Cacheable, non-shareable,inner-shareable,outer-shareable, optee、ATF、TF-A、Trustzone、optee3.14、MMU、VMSA、cache、TLB、arm、armv8、armv9、TEE、安全、内存管理、页表…

快速链接:
.
👉👉👉 个人博客笔记导读目录(全部) 👈👈👈

@TOC

1. A53使用经典的 bit-LITTLE架构

以下是一张比较早期的经典的bit-LITTLE的架构图
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

2. A53的cache配置

L1 I-Cache

  • 可配:8KB, 16KB, 32KB, or 64KB
  • cacheline:64bytes
  • 2路组相连
  • 128-bit的读L2 memory的接口

L1 D-Cache

  • 可配:8KB, 16KB, 32KB, or 64KB
  • cacheline:64bytes
  • 4路组相连
  • 256-bit的写L2 memory的接口
  • 128-bit的读L2 memory的接口
  • 64-bit的读L1到datapath
  • 128-bit的写datapath到L1

L2 memory System

  • 集成了SCU( Snoop Control Unit ),做多可以连接4个core
  • SCU内重复拷贝了 L1 Data Cache的TAGs
  • L2 memory system对外的接口,可以是ACE 或 CHI,128-bit宽度

L2 cache

  • 可配置的: 128KB, 256KB, 512KB, 1MB and 2MB.
  • cacheline:64bytes
  • Physically indexed and tagged cache(PIPT)
  • 16路组相连的结构

L1 data cache TAG
A53的L1 Data cache遵从的是MOESI协议,如下所示在L1 data cache的tag中存有MOESI的标记位
在这里插入图片描述
MOESI state
在这里插入图片描述

L1 Instruction cache TAG
L1 instruction cache是只读的,所以也就无需硬件维护的多core之间instruction cache的一致性,所以也就无需组从MOESI协议,以下展示了*L1 Instruction cache的TAG,其中标记为很少,无MESI标记位。
在这里插入图片描述

3. cache的层级结构:

  • L1 cache是private的在core中
  • L2 cache是share的在cluster中

在这里插入图片描述

4. L2 memory System系统介绍

bit.LITTLE架构中中,在Cluster中,有一个SCU单元,SCU单元主要是执行和维护L1 cache的一致性(MESI协议 或 其变体如MOESI协议)。
在这里插入图片描述
在L2 Memory System的中,除了包含L2 cache,也会包含L1 Duplicate tag RAM(这里指的其实是L1 Data Cache Tags)。
在这里插入图片描述

5. 多cluster之间的缓存一致性

cluster和外界的接口,可以是ACE或CHI(目前常用的是ACE,后面的趋势可能是CHI)

在这里插入图片描述

  • 如果使用的是ACE,那么多cluster之间的一致性,依靠CCI + ACE 来维护
  • 如果使用的是CHI,那么多cluster之间的一致性,依靠CMN + CHI来维护

在这里插入图片描述

6. CCI的介绍(以CCI-550为例)

CCI-550 包含一个包容性监听过滤器(snoop filter),用于记录存储在ACE 主缓存。

侦听过滤器可以在未命中的情况下响应侦听事务,并侦听适当的主控只有在命中的情况下。Snoop 过滤器条目通过观察来自 ACE 主节点的事务来维护以确定何时必须分配和取消分配条目。

侦听过滤器可以响应多个一致性请求,而无需向所有人广播ACE 接口。例如,如果地址不在任何缓存中,则监听过滤器会以未命中和将请求定向到内存。如果地址在处理器缓存中,则请求被视为命中,并且指向在其缓存中包含该地址的 ACE 端口。

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

7. 经典示例框图

在这里插入图片描述


关注"Arm精选"公众号,备注进ARM交流讨论区。
图片1.png

推荐阅读
关注数
9438
内容数
191
以易懂、渐进、有序的方式,深入探讨ARMv8/ARMv9架构的核心概念。我们将从基础知识开始,逐步深入,覆盖最新的架构,不再纠缠于过时技术。本系列内容包含但不限于ARM基础、SOC芯片基础、Trustzone、gic、异常和中断、AMBA、Cache、MMU等内容,并将持续更新。
目录
极术微信服务号
关注极术微信号
实时接收点赞提醒和评论通知
安谋科技学堂公众号
关注安谋科技学堂
实时获取安谋科技及 Arm 教学资源
安谋科技招聘公众号
关注安谋科技招聘
实时获取安谋科技中国职位信息