第九章多處理機(jī)-文庫(kù)吧資料
2024-10-19 21:51本頁(yè)面
【正文】 確。 1）數(shù)據(jù)塊狀態(tài) ：有效、無(wú)效、保留、重寫(xiě)。只讀狀態(tài)表示整個(gè)系統(tǒng)中不止一個(gè)數(shù)據(jù)塊拷貝是正確的；讀寫(xiě)狀態(tài)表示數(shù)據(jù)塊至少被修改過(guò)一次，存儲(chǔ)器中相應(yīng)數(shù)據(jù)塊還沒(méi)有被修改，即在整個(gè)系統(tǒng)中只有一個(gè)數(shù)據(jù)塊拷貝是正確的。Rr—Pr讀 Cr,Wr—Pr寫(xiě) Cr。需要注意的是：有效和無(wú)效分別表示本地處理機(jī)對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)塊狀態(tài)，而非整個(gè) Cache狀態(tài)。 Cache 1）數(shù)據(jù)塊狀態(tài) ：有效和無(wú)效。 上述 4中策略可組合起來(lái)使用，即： “寫(xiě)通過(guò) WT”+“寫(xiě)無(wú)效 WI”、“寫(xiě)通過(guò) WT”+“寫(xiě)更新 WU” “寫(xiě)回 WB”+“寫(xiě)無(wú)效 WI”、 “寫(xiě)回 WB”+“寫(xiě)更新 WU” P1 P2 X X 共享 存儲(chǔ)器 處理機(jī) 高速緩沖 存儲(chǔ)器 更新之前 P1 P2 X` I 寫(xiě)無(wú)效 P1 P2 X` X` 總線 寫(xiě)更新 由于寫(xiě)更新策略在本地 Cache修改時(shí)要通過(guò)總線將修改過(guò)的數(shù)據(jù)塊內(nèi)容廣播給所有含有該數(shù)據(jù)塊拷貝的其它 Cache，增加了總線的負(fù)擔(dān)，所以，一般系統(tǒng)中，很少使用寫(xiě)更新策略，而是采用寫(xiě)無(wú)效策略。 3）“寫(xiě)無(wú)效 WI”：本地 Cache數(shù)據(jù)改寫(xiě)時(shí)，使遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)塊拷貝無(wú)效。 策略： Cache與主存之間 ：“寫(xiě)通過(guò) WT”和“寫(xiě)回 WB” Cache與 Cache之間 ：“寫(xiě)無(wú)效 WI(Write Invalidate)”和“寫(xiě)更新WU(Write Update)” 1）“寫(xiě)通過(guò) WT”：改寫(xiě) Cache時(shí)同時(shí)改寫(xiě)主存數(shù)據(jù)。 2）基于目錄的協(xié)議：適用非總線互連結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。這時(shí)，若 I/O處理機(jī)要求輸出，輸出的將是主存的 X，而非修改后的 X`。 P1 P2 X X X 共享 存儲(chǔ)器 處理機(jī) 調(diào)整緩沖 存儲(chǔ)器 遷移之前 P1 P2 X X` X` 寫(xiě)通過(guò) P1 P2 X` X X 總線 寫(xiě)回 3） I/O傳輸引起的不一致 若 C C2都有共享數(shù)據(jù) X的拷貝，當(dāng) I/O處理機(jī)將一個(gè)新的數(shù)據(jù) X`輸入內(nèi)存時(shí)，導(dǎo)致了主存與 Cache之間的數(shù)據(jù)不一致。 若 C C2都有共享數(shù)據(jù) X的拷貝， P2進(jìn)程修改了 C2中 X，使其變?yōu)?X`，且采用“寫(xiě)通過(guò)”策略，使主存中的 X也修改為 X`。若 P1的進(jìn)程對(duì) C1中的 X進(jìn)行了修改，使其變?yōu)?X`，且采用“寫(xiě)回”策略，內(nèi)存中的數(shù)據(jù)仍然是 X。 假設(shè) P1改寫(xiě) C1，使 X變?yōu)?X`，如果 P1采用“寫(xiě)通過(guò) WT(Write Through)”策略，那么，主存對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)也改為 X`，但是 C2中的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)仍然為 X，這時(shí)如果 P2讀 C2，那么讀取的數(shù)據(jù)將是 X，而非 X`，即與主存對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)不一致；如果采用“寫(xiě)回 WB(Write Back)”策略，即 P1更新 C1后主存數(shù)據(jù)不立即更新，而是當(dāng)該數(shù)據(jù)從 C1調(diào)出時(shí)才更新主存數(shù)據(jù)，那么，主存數(shù)據(jù)仍然是 X，這就導(dǎo)致了 C1中的數(shù)據(jù)與主存數(shù)據(jù)不一致。多處理機(jī)的Cache的不一致包括 Cache1與 Cache2之間的數(shù)據(jù)不一致以及 Cache Cache2與共享存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)不一致。因此，如何進(jìn)行資源分配和進(jìn)程調(diào)度對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的效率有直接的影響。 一個(gè)簡(jiǎn)單的例子： Y = A+B*C*D/E+F 用兩個(gè)處理機(jī)： CPU1： CPU2： B*C， D/E， A+F， B*C*D/E， A+B*C*D/E+F 5）資源分配和進(jìn)程調(diào)度 SIMD的 PE數(shù)目固定，受同一控制器控制，程序員采用屏蔽手段改變實(shí)際參加操作的 PE數(shù)目。 4）進(jìn)程同步 SIMD僅一個(gè) CU，自然是同步的 MIMD執(zhí)行不同的指令，工作進(jìn)度不會(huì)也不必保持相同，先做完的要停下來(lái)等待。 3）并行任務(wù)派生 SIMD把同種操作集中在一起，由指令直接啟動(dòng)各 PE同時(shí)工作。 SIMD：專(zhuān)用， PE數(shù)很多（幾千個(gè)），固定有限的通信 MIMD： 通用， PE幾十個(gè)，高速靈活的通信 2）程序并行性 SIMD實(shí)現(xiàn)操作級(jí)的并行，其并行性存在于指令內(nèi)部，由于結(jié)構(gòu)固定，加上系統(tǒng)專(zhuān)用，因此并行性易
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