技术特征：
1.一种cache模拟实现系统，其特征在于，包括：在内存中的每一个数据比特对应的数据电容上添加模拟电容，所述模拟电容在cpu对所述数据电容中的数据进行读取时，对所述数据电容的电荷损失情况进行模拟；对于所有的所述模拟电容维持一个标记位图、一个热项位图和一个冷项位图，并根据所述标记位图、所述热项位图和所述冷项位图模拟cache对所述数据进行管理，所述热项位图和所述冷项位图记录所述模拟电容对所述数据电容的电荷损失情况的模拟结果，所述标记位图记录所述数据的位置。2.根据权利要求1所述的cache模拟实现系统，其特征在于，每一个所述数据电容在每一次所述cpu读取对应的所述数据后进行充电；每一个所述数据电容对应的所述模拟电容在每一次所述cpu读取对应所述数据后不进行充电，且对所有的所述模拟电容进行周期性充电。3.根据权利要求1所述的cache模拟实现系统，其特征在于，所述模拟电容在cpu对所述数据电容中的数据进行读取时产生电荷损失，所述模拟电容的电压发生变化。4.根据权利要求3所述的cache模拟实现系统，其特征在于，所述内存中的每一个所述数据对应所述热项位图和所述冷项位图中的一个比特位；所述热项位图和所述冷项位图中的每一个所述比特位，在对应的所述模拟电容的电压小于电压阈值时标记为低位，在对应的所述模拟电容的电压大于或者等于所述电压阈值时，标记为高位；所述热项位图中的每一个所述比特位标记为高位时，对应的所述数据存储在所述内存中，所述热项位图中的每一个所述比特位标记为低位时，将对应的所述数据存储到所述cpu中的缓存中；所述冷项位图中的每一个所述比特位标记为高位时，将对应的所述数据踢出所述cpu中的缓存，所述热项位图中的每一个所述比特位标记为低位时，对应的所述数据存储在所述cpu中的缓存中。5.根据权利要求1-4任一项所述的cache模拟实现系统，其特征在于，所述内存中的每一个所述数据对应所述标记位图中的一个比特位；所述标记位图中的每一个比特位，在对应的所述数据存储在所述cpu中的缓存中时，标记为高位，在对应的所述数据存储在所述内存中时标记为低位。6.根据权利要求5所述的cache模拟实现系统，其特征在于，在所述cpu访问所述内存中的数据时，若所述数据对应的所述热项位图中的所述比特位标记为低位，则将所述数据存储到所述cpu的缓存中，若所述数据对应的所述热项位图中的所述比特位标记为高位，则将所述数据返回到所述cpu上使用，不在所述cpu的缓存中进行存储。7.根据权利要求6所述的cache模拟实现系统，其特征在于，将所述数据存储到所述cpu的缓存中时，若所述缓存中的数据数量等于数据容量，则将所述冷项位图中标记为高位，且所述标记位图中标记为高位的所述比特位对应的数据从所述缓存中踢出后，将需要存储的所述数据存储到所述缓存中，若所述缓存中的数据数量小于数据容量，则将所述数据直接存储在所述缓存中。8.一种cache模拟实现方法，应用于权利要求1-7任一项所述的cache模拟实现系统，其特征在于，包括：在内存中的每一个数据比特对应的数据电容上添加模拟电容，对于所有的
所述模拟电容在所述内存中维持一个标记位图、一个热项位图和一个冷项位图；步骤1：根据每一个所述模拟电容的电压值，对所述标记位图、所述热项位图和所述冷项位图中对应的比特位进行标记，得到第一标记值；步骤2：根据所述第一标记值，对所述内存中的数据进行管理。9.根据权利要求8所述的cache模拟实现方法，其特征在于，所述步骤1，包括：步骤101：对所有的所述模拟电容进行初始化充电，则所述热项位图和所述冷项位图中所有的所述比特位，标记为高位值；步骤102：对所述数据进行数据读取，并在所述数据读取后不对所述模拟电容进行充电，获取每一个所述模拟电容的电压值；步骤103：若所述电压值大于或者等于电压阈值，则将所述热项位图和所述冷项位图中对应的所述比特位标记为高位值；步骤104：若所述电压值小于电压阈值，则将所述热项位图和所述冷项位图中对应的比特位标记为低位值；步骤105：周期性遍历所述热项位图和所述冷项位图中的所述比特位，得到热项位图和所述冷项位图对应的所述第一标记值。10.根据权利要求9所述的cache模拟实现方法，其特征在于，在所述步骤105后，还包括：步骤106：对所有的所述模拟电容进行周期性充电，则所述热项位图和所述冷项位图中所有的所述比特位周期性的标记为高位值。11.根据权利要求9所述的cache模拟实现方法，其特征在于，所述热项位图中的每一个所述比特位标记为高位值时，对应的所述数据存储在所述内存中，所述热项位图中的每一个所述比特位标记为低位值时，将对应的所述数据存储到所述cpu中的缓存中；所述冷项位图中的每一个所述比特位标记为高位值时，将对应的所述数据踢出所述cpu中的缓存，所述热项位图中的每一个所述比特位标记为低位值时，对应的所述数据存储在所述cpu中的缓存中。12.根据权利要求11所述的cache模拟实现方法，其特征在于，所述标记位图中的每一个比特位，在对应的所述数据存储在所述cpu中的缓存中时，标记为高位值，在对应的所述数据存储在所述内存中时标记为低位值，周期性遍历所述标记位图中的所述比特位，得到所述标记位图对应的所述第一标记值。13.根据权利要求9-12任一项所述的cache模拟实现方法，其特征在于，在周期性遍历所述热项位图中的每一个所述比特位时，记录所述热项位图中标记为低位值的比特位的第一数量；若所述第一数量大于热项数量阈值，则增加周期性充电的充电频率；若所述第一数量小于所述热项数量阈值，则降低周期性充电的充电频率。14.根据权利要求13所述的cache模拟实现方法，其特征在于，在周期性遍历所述冷项位图和所述标记位图中的每一个所述比特位时，记录所述冷项位图中标记为高位值，且所述标记位图中标记为高位值的比特位的第二数量；若所述第二数量大于冷项数量阈值，则降低周期性充电的充电频率；若所述第二数量小于所述冷项数量阈值，则增加周期性充电的充电频率。
15.根据权利要求8-12任一项所述的cache模拟实现方法，其特征在于，所述步骤2，包括：步骤201：当cpu访问所述内存中的所述数据时，若所述热项位图中所述数据对应的所述比特位的所述第一标记值为低位值，则将所述数据返回cpu中使用，并将所述数据添加到所述缓存中；步骤202：若所述热项位图中所述数据对应的所述比特位的所述第一标记值为高位值，则将所述数据返回cpu中使用，且不将所述数据添加到所述缓存中。16.根据权利要求15所述的cache模拟实现方法，其特征在于，所述步骤201中，在将所述数据添加到所述缓存中时，若所述缓存中的数据数量等于数据容量，将所述冷项位图中标记为高位值，且所述标记位图中标记为高位值的所述比特位对应的所述数据从所述缓存中踢出，将需要存储的所述数据存储到所述缓存中，若所述缓存中的数据数量小于数据容量，则将所述数据直接存储在所述缓存中。17.一种电子设备，其特征在于，包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求8-16中任一项所述cache模拟实现方法。18.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器执行时执行权利要求8-16中任一项所述的cache模拟实现方法。
技术总结
本申请提供一种Cache模拟实现系统、方法、电子设备及计算机存储介质，应用于计算机缓存技术领域，包括，在内存中的每一个数据比特对应的数据电容上添加模拟电容，对于所有的模拟电容维持一个标记位图、一个热项位图和一个冷项位图，并根据标记位图、热项位图和冷项位图模拟Cache对数据进行管理。将Cache的数据统计从芯片内移至芯片外统计，统计空间大，可以节省片上SRAM的空间，同时提高数据的冷热判断精度；通过电容充放电过程实现Cache数据的冷热判定，首次用模拟方法判定模拟数据冷热，准确性更高，因此缓存效率更高，Cache命中率更高；简化了Cache处理流程，降低了Cache实现复杂度，应用范围广。应用范围广。应用范围广。
技术研发人员：许刚 于乾坤
受保护的技术使用者：上海云脉芯联科技有限公司
技术研发日：2022.09.09
技术公布日：2022/11/25