第2章多机系统结构1.ppt

* * 本地读、写不会改变状态 远程读：这时只有这个 Cache的数据块是正确的，所以要有“写回”动作（即把内容写回Memory），另外还需要把正确的数据传递给远程读的处理机相应的Cache。两个Cache的状态?RO 远程写：把本地处理机的数据块传递给远程处理机，远程处理机对数据块进行写操作，远程处理机对应的Cache状态变为R-W，而本地的Cache变为无效状态。 R-W（读写状态） * * 本地读：无效?RO 本地写：无效?WR（同时使其它拥有相同内容的数据块的Cache中相应的数据块的状态变成无效） 远程写、远程读：不影响状态的改变 无效状态 * * Write-Through和Write-Back的缺点 Write-Through策略的弱点是每次都要修改memory，所以总线流量增大； Write-Back策略的弱点是Cache写了一次后，Memory中的内容不一致。 Write-Once策略的Cache * * 把Write-Through和Write-Back两者的优点结合在一起：减少总线流量。 Cache的第一次写采用Write-Through策略（有一个以上的副本正确）； Cache而后的写采用Write-Back策略（只有一份副本正确）。 为了区分是否是第一次写，把“读-写”状态分成两个状态：Reserved和Drity。 Write-Once的基本思想 折中：减少发出失效的次数和各cache状态变换次数 顺序程序可能就写一次，循环程序就不止写一次。引 Wrete-Once协议思想 * * 数据块的四种状态 有效状态（Valid）：相当于Write-Back里的“只读”，从共享存储器中读入的并与存储器副本一致的Cache数据块。 （多个Cache和内存一致） 无效状态（Invalid）：在Cache中找不到或Cache中的数据块内容与共享存储器中的内容不一致的Cache数据块。 * * 保留状态（Reserved）：数据从共享存储器读入Cache只被写过一次。Cache中的副本与共享存储器中的副本是一致的，并且它是正确的副本。（仅一个Cache和内存一致） 重写状态（Dirty）：Cache中的数据块不止一次被写过，此时共享存储器中的数据块也不是正确的数据块，唯一正确的数据块在Cache中。（Cache和主存不一致） * * 如果处于“有效”状态 有效 保留 Wr Rl, Rr 无效 Wl 重写 * * 1）本地读Rl，不影响状态。 2）本地写Wl（第一次写），采用Write-Through策略，这时要发无效命令给其它Cache中相应的副本，并修改memory。 有效?保留 3）远程写Wr（不管是第几次写），远程CPU会发无效命令：有效?无效 4）远程读Rr：不影响状态。 * * 如果处于“保留”状态 有效 保留 Wr Rl 无效 Rr 重写 Wl * * 1）本地读Rl，不影响状态。 2）远程读Rr：这时Cache中只有处于保留状态的数据块是正确的，所以把该数据块送到远程CPU的Cache中（远程Cache中该数据块变为有效），本数据块状态已变为有效。 3）本地写Wl：第二次及以后的写，采取Write-Back策略，不修改Memory，状态由Reserved变为Dirty（这时只有一个副本有效），发无效命令给其它Cache的对应的副本，使Memory中的副本也无效。 4）远程写Wr：远程CPU会发无效命令，使状态由Reserved变为Invalid。 * * 处于“重写”状态 有效 保留 Wr Rr 无效 Rl，Wl 重写 * * 1）本地读Rl：不影响状态。 2）本地写Wl：不影响状态。 3）远程读Rr：这时只有这个Cache的数据块是正确的，所以把该数据块发送给远程的Cache，远程Cache的数据块和本Cache中的数据块都变得有效。 4）远程写Wr：远程CPU写后，发无效命令使状态由重写?无效。 * * 处于“无效”状态 有效 保留 Rl Wr, Rr 无效 Wl 重写 * * 本地读Rl：这时产生Read-Miss，设法找到有效的数据块调入Cache： 如果系统存在处于有效，保留或重写状态的相应数据块，则将其调入本地Cache 如果系统中不存在处于有效、保留或重写状态的相应数据块，则说明共享存储器中的数据块是正确的，直接从共享存储器读入即可。 读入后相应数据块进入“有效”状态。 * * 远程读Rr：状态不变 本地写Wl：一定是Write-Miss，系统首先把正确的内容调入Cache，然后写Cache，因为是第一次写，所以Write-Through策略，同时写memory，将本地Cache状态置为