[計算機軟件及應用]處理機的cache一致性-閱讀頁
2025-02-03 17:30本頁面
【正文】 狀態(tài)，遠程寫操作 Wr使其變?yōu)闊o效 兩種策略的缺點 1，寫無效的問題 – 主要開銷在兩個方面： – （ 1）作廢各 Cache副本的開銷； – （ 2）由作廢引起缺失造成的開銷，即處理機需要訪問已經(jīng)作廢的數(shù)據(jù)時將引起 Cache的缺失。如發(fā)生嚴重競爭，即 Core之間對某個地址的共享數(shù)據(jù)競爭，將產(chǎn)生較多的作廢，引起更多的作廢缺失。 2，寫更新的問題 ? 由于更新時，所有的副本均需要更新，開銷很大。因此，減少了總線的無效操作，降低了總線的流量，提高了總線的效率 ? 缺點 是：當內存中的數(shù)據(jù)塊無效時，讀缺失引起的總線讀操作必須禁止對內存的操作，而大多數(shù)總線不支持這種操作 基本思想： 使用 Cache目錄來存放有關數(shù)據(jù)塊拷貝駐留在 Cache中的信息，把使其他 Cache數(shù)據(jù)塊無效的一致性命令只發(fā)給存放有相應數(shù)據(jù)塊的 Cache，從而支持 Cache的一致性。 I. 全映射目錄協(xié)議 II. 有限目錄協(xié)議 III. 鏈式目錄 ，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)定共享存儲器中的每個數(shù)據(jù)塊都有由若干位組成的目錄項，每個目錄項中有一位重寫位 C和 N個處理機位。 N個處理機位分別表示對應 N個處理機的 Cache中是否有該數(shù)據(jù)塊的拷貝，若某個處理機位 =1，則表示對應的處理機 Cache中有該數(shù)據(jù)塊拷貝。 ② 若 Cache塊的有效位 =1，允許寫位 =1，則可直接執(zhí)行寫操作。 (3) 處理機讀 Cache塊 ① 若 Cache塊的有效位 =1，則可直接執(zhí)行讀操作。 ? 有限目錄協(xié)議 有限目錄的目錄項中，除一位的重寫位 C之外，有數(shù)目固定的若干處理機指針，每個指針實際上是一個處理機編號。當某個處理機從存儲器調入一個 Cache塊時，就將該處理機編號記入該數(shù)據(jù)塊目錄項的一個指針域中，建立該指針。雖然目錄項中指針域的數(shù)目是固定的，但指針域并不是與處理機是一一對應關系，任何一個指針域可為任何要求裝入該數(shù)據(jù)塊的處理機建立指針，因此，有限目錄具有可擴展性。 以目錄項只有兩個指針域為例說明驅逐 ? 鏈式目錄 鏈式目錄的優(yōu)點在于既不限制共享數(shù)據(jù)塊的拷貝數(shù)目，又保持了可擴展性。 鏈式目錄的目錄指針鏈若采用最簡單的單向鏈，那么，目錄項中除一位重寫位 C之外，只需要一個指針域。 采用單向鏈的鏈式目錄如下圖所示。 鏈式目錄協(xié)議具有可擴展性，目錄的存儲器開銷也低于前述的兩種目錄協(xié)議的存儲器開銷?？尚械慕鉀Q辦法是：沿著鏈發(fā)送一個消息，修改 Ci+1中相應數(shù)據(jù)塊 X的指針，使之指向 Ci1，從而把 Ci中的數(shù)據(jù)塊 X從目錄鏈中卸下，此時就可對 Ci的 X進行替換了。若一個處理機對 Cache塊寫操作時，系統(tǒng)根據(jù)目錄的指針把其他有相同內容的 Cache塊拷貝置為無效，并置重寫位為 “ 重寫 ” 。此時，若 Cache讀缺失，則從存儲器中或擁有正確內容的 Cache中讀入該塊拷貝并修改目錄；若讀命中，則直接
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