计算机体系结构中缓存一致性的方法有哪些？

缓存一致性主要有两种方法，如下所示：

• 缓存-内存一致性

在单一缓存系统中，内存和缓存之间的一致性通过两种策略之一来维护：(1) 直写，(2) 回写。例如，当在处理器 P 上运行的任务请求内存位置 X 中的数据时，X 的内容将被复制到缓存中，然后传递给 P。

当 P 更新缓存中 X 的值时，也需要更新内存中的另一个副本以保持一致性。在直写策略中，每次更新缓存时都会更新内存，而在回写策略中，只有当缓存中的块被替换时才会更新内存。表格显示了直写与回写策略的比较。          

直写 vs. 回写

• 缓存-缓存一致性

在多处理系统中，例如，当在处理器 P 上运行的任务请求全局内存位置 X 中的数据时，X 的内容将被复制到处理器 P 的本地缓存中，然后传递给 P。

有两种基本的缓存一致性策略：(1) 写无效，(2) 写更新。写无效通过读取本地缓存直到发生写入操作来维护一致性。

当任何处理器通过写入操作更新 X 的值时，为 X 发布脏位将使所有其他副本无效。例如，当处理器 Q 将新值写入其缓存时，它会使 X 的所有其他副本无效。这将为 X 设置脏位。Q 可以继续更改 X，而无需进一步通知其他缓存，因为 Q 拥有 X 的唯一有效副本。

但是，当处理器 P 想要读取 X 时，它必须等待直到 X 被更新并且脏位被清除。写更新通过立即更新所有缓存中的所有副本来维护一致性。在每次写入操作期间都会设置所有脏位。毕竟，所有副本都已更新，所有脏位都已清除。表格显示了写更新与写无效策略的比较。

写更新 vs. 写无效

Ginni

更新时间： 2021-07-24

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