多处理机-- 对称式共享存储器体系结构课件
16页1、7.2 对称式共享存储器体系结构,多个处理器共享一个存储器。 当处理器规模较小时,这种机器十分经济。 支持对共享数据和私有数据的Cache缓存 私有数据供一个单独的处理器使用,而共 享数据供多个处理器使用。 共享数据进入Cache产生了一个新的问题 Cache的一致性问题,第七章 多处理机,虚拟存储器的特点,(1) 不一致产生的原因(Cache一致性问题),IO操作 Cache中的内容可能与由IO子系统输入输 出形成的存储器对应部分的内容不同。 共享数据 不同处理器的Cache都保存有对应存储器单元 的内容。,例两个处理器的读写,7.2.1 多处理机Cache一致性,7.2 对称式共享存储器体系结构,虚拟存储器的特点,(2) 存储器的一致性(非正式定义) 如果对某个数据项的任何读操作均可得到其最 新写入的值,则认为这个存储系统是一致的。,What: 返回给读操作的是什么值 When: 什么时候才能将已写入的值返回给读操作,需要满足以下满足条件 处理器P对X进行一次写之后又对X进行读, 读和写之间没有其它处理器对X进行写,则 读的返回值总是写进的值。,存储系统行为的两个不同方面,7.2
2、对称式共享存储器体系结构,虚拟存储器的特点, 一个处理器对X进行写之后,另一处理器对X进行 读,读和写之间无其它写,则读X的返回值应为写 进的值。 对同一单元的写是顺序化的,即任意两个处理器 对同一单元的两次写,从所有处理器看来顺序都应 是相同的。 假设 直到所有的处理器均看到了写的结果,一次写操 作才算完成;允许处理器无序读,但必须以程序规定 的顺序进行写。,7.2 对称式共享存储器体系结构,虚拟存储器的特点,在一致的多处理机中,Cache提供两种功能:,共享数据的迁移 降低了对远程共享数据的访问延迟。 共享数据的复制 不仅降低了访存的延迟,也减少了访问共 享数据所产生的冲突。,小规模多处理机不是采用软件而是采用硬件技术 实现Cache一致性。,7.2.2 实现一致性的基本方案,7.2 对称式共享存储器体系结构,(1) Cache一致性协议 对多个处理器维护一致性的协议。 (2) 关键:跟踪记录共享数据块的状态 (3) 共享数据状态跟踪记录技术,目录 物理存储器中共享数据块的状态及相关信息 均被保存在一个称为目录的地方。 监听(snooping) 每个Cache除了包含物理存储器中块
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