[計(jì)算機(jī)軟件及應(yīng)用]處理機(jī)的cache一致性-預(yù)覽頁
【正文】 X P2 X X P1 X P2 X X P1和 P2的本地高速緩存存儲(chǔ)器 C1和 C2中分別有共享主存的某個(gè)數(shù)據(jù) X的拷貝。 P1 X P2 X ’ X 若 P1采用 “ 寫回 ”策略，即處理改寫Cache中的數(shù)據(jù)時(shí)并不同時(shí)修改內(nèi)存中相應(yīng)的數(shù)據(jù)，而是在包含該數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊調(diào)出 Cache時(shí)才寫回內(nèi)存，那么，內(nèi)存中的 X還是 X 導(dǎo)致 C1中的X’同內(nèi)存中的X的不一致 引起的不一致性 情況一： P1 X P2 X 若 P1的進(jìn)程對(duì)X進(jìn)行了修改，使之變?yōu)?X’ ’ 采用 “ 寫回 ” 策略，暫時(shí)沒有對(duì)內(nèi)存中的 X進(jìn)行修改。 3. I/O傳輸 引起的不一致性 若 P1的 C1和 P2的 C2中都有共享數(shù)據(jù) X的拷貝 P1 P2 X X X I/O 存儲(chǔ)器 X’ I/O處理機(jī)將一個(gè)新的數(shù)據(jù) X’寫入內(nèi)存代替 X ’ 內(nèi)存和 Cache之間的數(shù)據(jù)不一致性。 – 對(duì) Writethrough，它也更新 memory中的副本（最終是一個(gè) Cache中的副本和 memory中的副本是有效的）。 – 對(duì) Writeback，對(duì)存儲(chǔ)器中副本的更新延遲到這個(gè) Cache被置換的時(shí)刻。對(duì)于處于讀 寫狀態(tài)的數(shù)據(jù)塊，本地的讀 /寫操作（ R1和W1）都是安全的，遠(yuǎn)程讀操作 Rr使其變?yōu)橹蛔x狀態(tài)，遠(yuǎn)程寫操作 Wr使其變?yōu)闊o效 兩種策略的缺點(diǎn) 1，寫無效的問題 – 主要開銷在兩個(gè)方面： – （ 1）作廢各 Cache副本的開銷； – （ 2）由作廢引起缺失造成的開銷，即處理機(jī)需要訪問已經(jīng)作廢的數(shù)據(jù)時(shí)將引起 Cache的缺失。 2，寫更新的問題 ? 由于更新時(shí)，所有的副本均需要更新，開銷很大。 I. 全映射目錄協(xié)議 II. 有限目錄協(xié)議 III. 鏈?zhǔn)侥夸? ，基于目錄的協(xié)議 ? 全映射目錄協(xié)議 2022/2/16 全映射目錄協(xié)議規(guī)定共享存儲(chǔ)器中的每個(gè)數(shù)據(jù)塊都有由若干位組成的目錄項(xiàng)，每個(gè)目錄項(xiàng)中有一位重寫位 C和 N個(gè)處理機(jī)位。 ② 若 Cache塊的有效位 =1，允許寫位 =1，則可直接執(zhí)行寫操作。 ? 有限目錄協(xié)議 有限目錄的目錄項(xiàng)中，除一位的重寫位 C之外，有數(shù)目固定的若干處理機(jī)指針，每個(gè)指針實(shí)際上是一個(gè)處理機(jī)編號(hào)。雖然目錄項(xiàng)中指針域的數(shù)目是固定的，但指針域并不是與處理機(jī)是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，任何一個(gè)指針域可為任何要求裝入該數(shù)據(jù)塊的處理機(jī)建立指針，因此，有限目錄具有可擴(kuò)展性。 鏈?zhǔn)侥夸浀哪夸浿羔樻溔舨捎米詈?jiǎn)單的單向鏈，那么，目錄項(xiàng)中除一位重寫位 C之外，只需要一個(gè)指針域。 鏈?zhǔn)侥夸泤f(xié)議具有可擴(kuò)展性，目錄的存儲(chǔ)器開銷也低于前述的兩種目錄協(xié)議的存儲(chǔ)器開銷。若一個(gè)處理機(jī)對(duì) Cache塊寫操作時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)目錄的指針把其他有相同內(nèi)容的 Cache塊拷貝置為無效，并置重寫位為 “ 重寫
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