基于目錄協(xié)議的Cache結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).pdf

1、單芯片多處理器(CMP：Chip multi—processors)是高性能微處理器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。片內(nèi)多個(gè)處理器核共享cache可能會(huì)導(dǎo)致共享數(shù)據(jù)不一致的問題，為此提出了兩種協(xié)議機(jī)制：監(jiān)聽協(xié)議(Snooping Coherence Mechanism)和目錄協(xié)議(Directory Mechanism)。目錄協(xié)議比監(jiān)聽協(xié)議具有更好的擴(kuò)展性，但是存在目錄存儲(chǔ)開銷大和訪問目錄造成延遲的問題。獲得較低的目錄存儲(chǔ)開銷和訪問目錄延遲是CMP

2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中Cache設(shè)計(jì)的核心問題之一。 提出了一種基于目錄協(xié)議的Cache結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)共享是在CMP內(nèi)多個(gè)核上并行執(zhí)行程序的動(dòng)態(tài)行為，基于程序執(zhí)行的局部性，在一定時(shí)間內(nèi)只存在有限的數(shù)據(jù)被共享，即給定時(shí)間內(nèi)共享信息記錄的數(shù)量是有限的，本設(shè)計(jì)的思想是：只為共享的有限個(gè)數(shù)據(jù)建立全映射目錄而不是為所有數(shù)據(jù)都預(yù)留一個(gè)目錄空間備用，該設(shè)計(jì)采用與二級(jí)Cache對(duì)應(yīng)的片內(nèi)高速小容量存儲(chǔ)器來記錄動(dòng)態(tài)共享關(guān)系，MESI協(xié)議實(shí)現(xiàn)共享狀態(tài)轉(zhuǎn)換。