基于软件的方法定义了一种良好且具有竞争力的让步，因为它们几乎不需要硬件支持，并且可以导致与基于硬件的协议类似数量的失效故障。所有基于软件的协议都依赖于编译器支持。基于软件的协议的设计空间如图所示。最简单的方法是无差别失效，其中在每个编程方法结束时使整个缓存失效。此方案需要一个硬件结构来传递或关闭和使缓存失效。可以选择性失效方案可以根据程序方法的生成进行分类-关键方法... 阅读更多

可扩展一致性接口 (IEEE P1596) 正在为非常高实现的多处理器建立接口标准。它可以为最多 64K 个节点的系统提供缓存一致性内存模型。此可扩展一致性接口 (SCI) 将达到每个节点 1 GB/秒的峰值带宽。SCI 标准的主要目的是为创建具有大量处理器的可扩展并行机提供基于内存地址的缓存一致性通信方案。SCI 一致性协议支持分布式目录的可扩展链接列表设计。缓存机制确保了共享... 阅读更多

目录方案仅选择性地将一致性命令发送到存储共享数据块有效副本的那些缓存。必须将目录条目与每个数据块关联。目录条目包含一组指向保存块有效副本的缓存的指针。脏位指定持有缓存中的任何一个是否具有更新关联数据块的权限。三种在识别目录方案中众所周知的主要方法如下-全映射目录方案在全映射目录方案中，每个目录条目包含尽可能多的... 阅读更多

由于其相对简单性，嗅探缓存协议在共享总线多处理器中非常流行。它们既有写更新和写失效策略版本。写失效嗅探缓存协议在许多方面都类似于此协议，因此在学习写更新协议后也易于理解。在嗅探缓存协议中可以省略命令传输路径的定义，因为命令在共享总线上统一广播。该协议同时应用写回和直写更新策略。前者用于私有块，后者用于共享块。缓存中块可能状态的描述。它... 阅读更多

基于硬件的协议支持对缓存一致性问题的通用解决方案，而无需对数据的可缓存性有任何条件。基于硬件的协议可以分类如下-内存更新策略-多处理器中使用了两种类型的内存更新策略。直写策略维护主内存和缓存之间的一致性；也就是说，当一个块在一个缓存中更新时，它也会立即更新到内存中。写回策略允许内存与最近更新的缓存块暂时不一致。应用直写策略会导致... 阅读更多

在基于多级网络的共享内存系统中，数千个处理器可能会尝试访问相同的内存位置。此位置称为热点，可能会显着增加互连网络中的延迟。当两个处理器尝试访问相同的内存位置时，无论使用哪种互连网络（交叉开关或多级网络），它们的消息都会在一个交换机中发生冲突。它们出现在交换机的两个多个输入端，但需要从等效的输出端退出。排队网络通过使用能够容纳少量消息的队列存储来暂时影响交换机中的第二个消息。尽管... 阅读更多

单个共享总线的带宽有限是构建可扩展多处理器的主要限制。有几种方法可以增加互连网络的带宽。一个自然的想法是增加总线的数量，就像处理器和内存单元一样。已经提出了四种不同的方法来连接总线到处理器、内存单元和其他总线，如下所示-一维多总线系统-向多总线系统扩展单总线系统的最简单概括是一维多总线系统，如图所示。这种方法导致典型... 阅读更多

仲裁逻辑在挂起和拆分事务总线的实现中起着至关重要的作用。这些是所谓的 1 of N 仲裁器，因为它们只向请求者中的一个授予请求的资源。仲裁逻辑的设计空间非常丰富。有两种方法可以根据其组件在多处理器系统中的分布来组织仲裁逻辑-集中式仲裁器分布式仲裁器固定优先级策略的实现非常简单，但它无法提供总线的公平分配。最高优先级可以在旋转优先级方案中动态更改，从而提供公平的... 阅读更多

最著名的互连网络之一是单共享总线。首先，它的组织只是单处理器中使用的总线和一些其他总线的概括和扩展，以解决当多个处理器同时想要使用共享总线时发生的总线争用。这些线称为仲裁线，在共享总线的实现中起着至关重要的作用。其次，共享总线是一种非常经济高效的互连方案。它可以提高处理器的数量不会提高共享总线的成本。然而，共享总线上的争用表示... 阅读更多

COMA 代表仅缓存内存访问机。COMA 机器包括通过互连网络连接的多个处理节点。每个处理节点都具有高实现处理器、缓存和全局共享内存的分配。COMA 机器试图通过从节点的本地内存中排除主内存块并仅使用大型缓存作为节点内存来避免 NUMA 和 CC-NUMA 机器静态内存分配的问题。在这些架构中，只有缓存内存存在；无论是像 UMA 机器那样以中央共享内存的形式，还是像... 阅读更多