可扩展相干接口 (IEEE P1596) 正在建立一种用于高实现多处理器的接口标准。它可以提供一个缓存一致性内存模型，可扩展到最多 64K 个节点的系统。此可扩展相干接口 (SCI) 的每个节点的峰值带宽将达到 1 GB/秒。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器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表设计。缓存机制确保所有处理器同时链接修改列表……阅读更多

目录方案选择性地仅向存储共享数据块有效副本的那些缓存发送一致性命令。必须为每个数据块关联一个目录条目。目录条目包含一组指向保存块有效副本的缓存的指针。脏位指定任何持有缓存是否具有更新相关数据块的权限。在识别目录方案时，三种主要方法是：全映射目录方案在全映射目录方案中，每个目录条目由……阅读更多

由于其相对简单性，窥探缓存协议在共享总线多处理器中非常流行。它们具有写入更新和写入无效策略版本。写入无效窥探缓存协议在许多方面都类似于此协议，因此在学习写入更新协议后也易于理解。命令的传输路线定义可以在窥探缓存协议中省略，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针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。直写策略保持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，它也会立即在内存中更新。写回策略允许内存与最近更新的缓存块暂时不一致。直写策略的应用会导致……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），它们的消息都将在其中一个交换机中发生冲突。它们到达交换机的两个多个输入，但需要从等效输出退出。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，例如处理器和内存单元。已经提出了四种不同的方法来将总线连接到处理器、内存单元和其他总线：一维多总线系统 - 朝向多总线系统的单个总线系统的最简单的概括是一维多总线系统，如图所示。这种方法导致典型的均匀……阅读更多

仲裁逻辑在挂起和分割事务总线的实现中起着至关重要的作用。这些是所谓的 1 对 N 仲裁器，因为它们只向其中一个请求者授予请求的资源。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：集中式仲裁器分散式仲裁器固定优先级策略的实现非常简单，但它不能提供公平的总线分配。在旋转优先级方案中，最高优先级可以动态更改，从而提供公平的……阅读更多

最著名的互连网络之一是单个共享总线。首先，它的组织只是单处理器中使用的总线的概括和扩展，以及一些附加的总线来解决当多个处理器同时想要使用共享总线时的争用问题。这些线路称为仲裁线路，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，而不会提高共享总线的价格。但是，共享总线上的争用代表了……阅读更多

COMA 代表仅缓存内存访问机。COMA 机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 机的静态内存分配问题。在这些体系结构中，只有缓存内存存在；无论是像 UMA 机中的中央共享内存形式，还是像……阅读更多

CC-NUMA 指的是缓存一致性非统一内存访问架构 (Cache-coherent non-uniform memory access machines)。CC-NUMA 架构包含多个通过高带宽低延迟互联网络连接的处理节点。每个处理节点包含一个高性能处理器、相关的缓存以及对全局共享内存的分配。缓存一致性由基于目录的写无效缓存一致性协议维护。它可以保持所有缓存的一致性，每个处理节点都有一个与其分配的共享物理内存相对应的目录内存。对于每一行内存，目录内存会记录缓存该行的远程节点。因此，利用目录，节点写入某个位置就可以发送……阅读更多