cachekoherensmetoder

Cachekoherensmetoder handlar om hur flera cacheminnen i en dator med flera kärnor eller processorer håller innehållet konsekvent. Syftet är att garantera att läsningar av samma minnesadress återspeglar den mest nyligen skrivna värdet, oavsett vilken cache som innehåller det eller när skrivningen skedde. Koherensen styrs av hårdvaruprotocol som reglerar hur caches kommunicerar vid läsningar och skrivningar till gemensamma minneslinjer.

Det finns två huvudsakliga angreppssätt: snooping-baserad koherens och directory-baserad koherens. Snooping bygger på att varje cache övervakar en gemensam buss och utför tillståndsbyten när minnesoperationer sker; det är enkelt men blir en flaskhals när antalet kärnor ökar. Directory-baserad koherens använder en central eller distribuerad katalog som håller reda på vilka caches som har kopior av varje linje och koordinerar uppdateringar eller variationer i tillgångsrättigheter utan att alla caches behöver övervaka varje transaktion.

Vanliga snoop-protokoll inkluderar MSI (Modified, Shared, Invalid), MESI (tillagt Exclusive), MOESI (lägger till Owned) och MESIF/MOESIF (tillägg av Forward-läget). Dessa protokoll definierar hur tillstånden övergår vid skrivningar och läsningar och vilken cache som ska leverera data. Tillstånden används för att minimera onödig trafik genom att utnyttja exklusiva kopior, delade kopior eller ägande av data.

Användning och effekter: Koherensprotokoll implementeras i hårdvaran hos moderna multiprocessorer och påverkar prestanda, skalbarhet och energiförbrukning genom att kontrollera hur mycket koherenstraf som genereras och hur snabbt en cache kan leverera färska värden. Koherensnormer följs av hårdvaruimplementeringar medan minneskonsistensbestämmelser styr programmerbarhet.