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龙图腾网获悉中电科申泰信息科技有限公司申请的专利一种基于数据预取的高速缓存命中率提升方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115827505B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211465621.8，技术领域涉及：G06F12/0811；该发明授权一种基于数据预取的高速缓存命中率提升方法是由钱荣;王天烨;施五洲;胡鹏设计研发完成，并于2022-11-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于数据预取的高速缓存命中率提升方法在说明书摘要公布了：本发明涉及计算机系统高速缓存技术领域，特别涉及一种基于数据预取的高速缓存命中率提升方法，包括：数据预取方法的提出，控制参数定义及范围分析，使用机器学习算法求得参数最优解，帮助线程同步与构造。本发明中的帮助线程可以将主线程所需的数据提前预取到共享高速缓存中，降低了因主线程访问数据高速缓存缺失带来的缺失代价造成的影响，提升了数据高速缓存的命中率。

本发明授权一种基于数据预取的高速缓存命中率提升方法在权利要求书中公布了：1.一种基于数据预取的高速缓存命中率提升方法，其特征在于，包括：数据预取控制参数定义，利用机器学习算法求参数最优解以及帮助线程同步与构造； 所述数据预取控制参数定义包括：数据预取方法采用控制参数可控制的帮助线程数据预取结构，在处理器中存在两个线程，主线程只针对应用程序中的运算操作进行工作，帮助线程只针对应用程序中的访存操作进行工作； 所述利用机器学习算法求参数最优解包括：制定所述控制参数的调节范围，最终结合程序运算与访存工作量构建代价函数，使用机器学习中梯度下降算法求出控制参数最优解； 通过对帮助线程访存提前量、帮助线程预取量以及主线程与帮助线程同步速率进行参数化调节进行如下定义：定义主线程执行访存任务的工作量为K；定义帮助线程执行的预取工作量为P；定义主线程和帮助线程同步间隔为B；选取K+P的最大值作为B的最大值； 通过对源程序的访存工作量与运算工作量以及处理器性能参数进行分析，得到单次访存时间Ta，单次运算时间Tb，主线程访存任务工作量a，帮助线程访存任务工作量b；经过计算得到代价函数公式为： fx＝[x·aTa+Tb+y·bTa-Tb]2 通过利用梯度下降算法，选择不同的a，b值，然后不断修正以使得fx值达到最小，最终求得x，y值；由于a，b参数代表的是主线程的访存工作量以及帮助线程的访存工作量，与K和P的关系满足 并且K+P＝B，由此得到K和P的最优解； 在得到参数最优解后，根据参数值搭建帮助线程；所述帮助线程同步与构造包括：程序源代码通过编译器编译之后提取其中访存操作的代码，对需要数据预取的访存指令部分进行标记，将被标记的代码作为帮助线程需要执行的代码；在主线程中通过插入触发指令，来启动帮助线程；通过在主线程请求数据时帮助线程是否已经提前将主线程需要的数据存入共享缓存来判断帮助线程是否工作正常； 通过参数控制的方法控制主线程与帮助线程的工作量，并定期进行同步； 所述主线程与帮助线程的同步只需要通过参数控制的方式控制帮助线程的执行速度； 在处理器执行过程中，主线程执行的程序与帮助线程一致，主线程的任务是进行运算操作，帮助线程的任务是进行访存操作；帮助线程执行进度快于主线程时，帮助线程将主线程接下来用到的数据提前写入共享数据高速缓存中；帮助线程执行一次操作，代表其产生了一个CacheLine的数据，主线程执行一次操作，代表其读取了帮助线程预取的数据；主线程与帮助线程执行程序的速率要相互协调，当两者达到约定的同步间隔时，如果帮助线程进度慢于主线程，需要阻塞主线程，使帮助线程赶上主线程；如果主线程慢于帮助线程，此时也需要阻塞帮助线程，防止由于帮助线程执行过快预取了过多的数据，造成数据高速缓存的污染；通过充分考虑主线程运算任务量以及帮助线程的访存任务量，对帮助线程访存提前量、帮助线程预取量以及主线程与帮助线程同步速率进行参数化调节。

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