Организация когерентности системы кэш-памяти в многопроцессорных системах с общей оперативной памятью.

Наибольшая эффективность использования кэш-памяти достигается при использовании обратной записи.

Проблема когерентности (согласованности) первичных модулей кэш- памяти возникает в многопроцессорных системах при параллельной обработке массивов разделяемых данных, именно при использовании обратной записи. Но при записи данных одним процессором с обратной записью, данные в оперативной памяти и, возможно, в локальных модулях других процессоров становятся устаревшими, т.е. нарушается когерентность данных кэш-памяти с данными не только в оперативной памяти, но и с данными в кэш-памяти других процессорах.

Проблема когерентности памяти для мультипроцессоров и устройств ввода/вывода имеет много аспектов. Обычно в малых мультипроцессорах системах используется аппаратный механизм, позволяющий решить эту проблему при помощи протоколов наблюдения. Существуют два класса таких протоколов:

1. Протоколы на основе справочника (directory based). Информация о состоянии блока физической памяти содержится только в одном месте, называемом справочником (физически справочник может быть распределен по узлам системы).

2. Протоколы наблюдения (snooping). Каждый кэш, который содержит копию данных некоторого блока физической памяти, имеет также соответствующую копию служебной информации о его состоянии.

Вопросы и/или темы для самопроверки:

1. Природа основных задержек при обращении к оперативной памяти.

2. Механизм считывания информации из ячейки динамической памяти.

3. Взаимодействие устройств: процессор – оперативная память – кэш-память.

4. Взаимодействие устройств в системе: процессор, кэш-память, оперативная память.

5. Поисковый адрес данных, используемый при обращении к кэш-памяти.

6. Кэш-память на основе ассоциативного поиска.

7. Алгоритм определения множества-кандидата на удаление.

8. Замораживание данных в кэш-памяти для обеспечения гарантийного кэш-попадания для кодов и данных, критичных к времени доступа

Неделя 13.Лекция 13