第十章 Cache一致性模型_协议.doc

---------------------------------- 最新精选范文公文分享----- 欢迎观看---------------------------------------------- - -------------------------------------------- 最新精选范文分享-------------- 谢谢观看-------------------------------------- 第十章 Cache 一致性模型_ 协议第十章 Cache 一致性模型一、问题的提出多处理机已经成为提高计算机系统的计算能力的一种方式. 共享存储的多处理机是其中的一个子类. 多个处理机通过通信子系统访问由多重存储模块组成的共享存储器. 处理机和公用存储器之间的互连可以共享总线的方式实现,或者使用某种单级/多级的互连网络. 共享存储多处理机的主要优势在于其性价比较高,,这种系统组织方式存在以下三个主要问题: 存储器竞争: 由于一个存储器模块一次只能处理一个存储器访问请求, 如果多个处理机同时发出访问请求的话,就只能被串行处理. 通信竞争: 即使请求被定向到不同的存储器模块,在互连网络上也存在同时通信的竞争问题. 反应延迟时间: 对一个多处理机系统而言, 其包含的处---------------------------------- 最新精选范文公文分享----- 欢迎观看---------------------------------------------- - -------------------------------------------- 最新精选范文分享-------------- 谢谢观看-------------------------------------- 理机数目越多, 互连网络的复杂性也就越高, 从而增加了请求及应答数据在网络上的传输时间. 上述问题都增加了存储器访问时间, 降低了处理机的执行速度. 单个处理机中的 Cache 有效地降低了存储器平均访问时间, 存储器访问具有时间相关性和空间相关性的特点,cache 能够处理大部分的存储器访问请求, 由存储器处理的很少. , 每个处理机都有对应的 cache. 这种 cache 通常称作 private cache, 因为每个 cache 都隶属于一个或几个处理机;与之相对应的是 shared cache. . 在这种情况下,cache 的主要用处就是减少总线的竞争, 降低存储器的平均访问延迟. 共享存储的多处理机的优点在于: 在并行应用中,简化了进程间的共享代码和数据结构. 举例来说, 进程间通信可以通过改变共享变量的办法实现. 这种方式不可---------------------------------- 最新精选范文公文分享----- 欢迎观看---------------------------------------------- - -------------------------------------------- 最新精选范文分享-------------- 谢谢观看-------------------------------------- 避免地会造成在一个或多个 cache 中同时存在一个共享数据块的几个副本. 如何保持多个副本之间的一致, 这就是 cache 一致性问题. 针对这个问题已经提出了很多解决方案. 本文将就这些方案展开论述. 其中既有基于硬件的 cach e一致性协议, 也有基于软件实现的策略. 通常说来, 处理机数目比较多时, 硬件的复杂性问题就比较突出,一般采用基于软件的解决办法. 二、问题的解决基于硬件的协议基于硬件的协议主要有: 监听总线协议、基于目录的 cache 一致性协议. 相关问题还有采用什么样的 cach e 一致性网络体系结构. 它们都依赖于一定的 cache . 一致性策略基于硬件的 cach e一致性协议不需要借助于软件机制. 通常情况下, 硬件机制检测到不一致性条件, 根据某一基于硬件的协议采取相关措施. 数据被分为许多大小相等的块. 块是存储器和 cach e 之间的数据传输单位. cache 一致性的策略有以下几两种:write-invalidate 和 write-update. 写无效策略是这样实现的: 读请求而言,