Протокол MESIF - MESIF protocol

В Протокол MESIF это согласованность кеша и когерентность памяти протокол разработан Intel за кеш-когерентные неоднородные архитектуры памяти.[1] Протокол состоит из пяти состояний: измененный (M), эксклюзивный (E), общий (S), недействительный (I) и пересылка (F).[2]

Состояния M, E, S и I такие же, как и в Протокол MESI. Состояние F является специализированной формой состояния S и указывает, что кэш должен действовать как назначенный ответчик на любые запросы для данной строки. Протокол гарантирует, что, если какой-либо кэш содержит строку в состоянии S, самое большее количество одного (другого) кеша удерживает ее в состоянии F.

В системе кэшей, использующей протокол MESI, запрос строки кэша, который принимается множеством кешей, содержащих строку в состоянии S, будет обслуживаться неэффективно. Это может быть либо из (медленной) основной памяти, либо все совместно используемые кеши могли отвечать, забрасывая запрашивающую избыточными ответами. В системе кэшей, использующей протокол MESIF, на запрос строки кэша будет отвечать только кэш, удерживающий строку в состоянии F.[3] Это позволяет запрашивающей стороне получать копию со скоростью передачи из кэша в кэш, одновременно позволяя использовать как можно меньше многоадресных пакетов, насколько позволяет сетевая топология.

M E S я F
MКрасный XNКрасный XNКрасный XNЗеленая галочкаYКрасный XN
EКрасный XNКрасный XNКрасный XNЗеленая галочкаYКрасный XN
SКрасный XNКрасный XNЗеленая галочкаYЗеленая галочкаYЗеленая галочкаY
яЗеленая галочкаYЗеленая галочкаYЗеленая галочкаYЗеленая галочкаYЗеленая галочкаY
FКрасный XNКрасный XNЗеленая галочкаYЗеленая галочкаYКрасный XN

Поскольку кэш может в одностороннем порядке отбросить (сделать недействительным) строку в состоянии S или F, возможно, что ни один кеш не имеет копии в состоянии F, даже если копии в состоянии S существуют. В этом случае запрос строки удовлетворяется (менее эффективно, но все же правильно) из основной памяти. Чтобы свести к минимуму вероятность того, что линия F будет отброшена из-за отсутствия интереса, самому последнему инициатору запроса линии присваивается состояние F; когда кэш в состоянии F отвечает, он передает состояние F новому кешу.

Таким образом, основное отличие от протокола MESI состоит в том, что запрос копии строки кэша для чтения всегда поступает в кэш в состоянии F. Единственный способ войти в состояние S - удовлетворить запрос на чтение из основной памяти.

Для любой данной пары кэшей разрешенные состояния данной строки кэша перечислены в таблице справа. Порядок, в котором перечислены состояния, не имеет другого значения, кроме как сделать акроним MESIF произносимым.

Существуют и другие методы для удовлетворения запросов на чтение из общих кешей при подавлении избыточных ответов, но наличие только одного назначенного ответа кеша упрощает аннулирование всех копий при необходимости перехода в монопольное состояние.

Сравнение с протоколом MOESI

Состояние F в этом протоколе не следует путать с состоянием O «Владелец» в протоколе MOESI. В то время как оба состояния идентифицируют один кеш из набора разделяющих эффективно Передача данных с использованием прямых передач из кэша в кеш (вместо ожидания информации из основной памяти), существует разница в намерениях этих двух состояний.

  • Строка кэша в состоянии F чистый и могут быть отброшены в любое время без предварительного уведомления.
  • Строка кэша в состоянии O грязный и должны быть записаны обратно в память перед тем, как выбросить.

Состояние F в протоколе MESIF - это просто способ выбрать одного из разделителей чистой строки кэша для ответа на запрос чтения данных с использованием прямой передачи из кеша в кэш вместо ожидания данных, поступающих из основного объем памяти. Такая оптимизация имеет смысл в архитектурах, где задержка между кешем намного меньше по сравнению с задержкой доступа к основной памяти. Здесь следует отметить ключевой момент: аналогично протоколу MESI, когда данные находятся в общем состоянии (с одним из кешей в состоянии F), данные являются чистыми.

Состояние O в протоколе MOESI - это оптимизация протокола MESI, где требование чистоты общих данных ослаблено. Другими словами, кеши могут обмениваться данными, которые являются грязными, пока один из участников совместного использования берет на себя ответственность владение данные. Запросы на общие данные теперь будет удовлетворять владелец. Эта оптимизация позволяет отложить обратную запись данных, разрешая совместное использование грязных данных.[4] Ключевое отличие протокола MOESI заключается в том, что, в отличие от протокола MESIF, состояние Owned не является чистым.

Можно построить протокол MOESIF.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Дэвид Кантер (2007-08-28), «Общий системный интерфейс: будущее межсоединения Intel», Технология реального мира: 5, получено 2012-08-12
  2. ^ Майкл Э. Томадакис (17 марта 2011 г.). «Архитектура процессора Nehalem и платформ SMP Nehalem-EP» (PDF). Техасский университет A&M. п. 30–34. Архивировано из оригинал (PDF) на 2014-08-11. Получено 2014-03-21.
  3. ^ США 6922756, Хэм, Герберт Х. Дж. И Джеймс Р. Гудман "Прямое состояние для использования в когерентности кеша в многопроцессорной системе ", выданный 26 июля 2005 г., передан корпорации Intel. 
  4. ^ Хеннесси, Дж .; Паттерсон, Д. Компьютерная архитектура: количественный подход (пятое изд.). п. 362.