多处理机-- 分布式共享存储器体系结构
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第７章 多处理机
7.3
分布式共享存储器体系结构
存储器分布于各结点中，所有的结点通过网络互
连。访问可以是本地的，也可是远程的。 可以不支持Cache一致性：规定共享数据不进入Cache， 仅私有数据才能保存在Cache中。 优点： 所需的硬件支持很少
(因为远程访问存取量仅是一个字(或双字)而
不是一个Cache块)
虚拟存储器的特点
7.3 分布式共享存储器体系结构
解决Cache一致性问题的关键： 寻找替代监听协议的一致性协议。。
目录协议
在每个结点增加目录存储器，用于存放目录
对每个结点增加目录表后的分布式存储器的系统结构
虚拟存储器的特点
7.3 分布式共享存储器体系结构
7.3.1 基于目录的Cache一致性及其实现
虚拟存储器的特点
7.3 分布式共享存储器体系结构
缺点： (1) 实现透明的软件Cache一致性的编译机制能力 有限。
(2) 没有Cache一致性，机器就不能利用取出同一
块中的多个字的开销接近于取一个字的开销 这个优点，这是因为共享数据是以Cache块为
单位进行管理的。当每次访问要从远程存储
器取一个字时，不能有效利用共享数据的空 间局部性。 (3) 诸如预取等延迟隐藏技术对于多个字的存取 更为有效，比如针对一个Cache块的预取。
理器是否有该块的拷贝。 当该块为专有时，可根据位向量来寻找其拥
虚拟存储器的特点
虚拟存储器的特点
7.3 分布式共享存储器体系结构
结点之间发送的消息 及其作用
虚拟存储器的特点
虚拟存储器的特点
虚拟存储器的特点
目录状态转换图
虚拟存储器的特点
虚拟存储器的特点
虚பைடு நூலகம்存储器的特点
虚拟存储器的特点
虚拟存储器的特点
虚拟存储器的特点
虚拟存储器的特点
7.3 分布式共享存储器体系结构
对基于目录的Cache一致性的多种改进
有限映射目录 链式结构目录
基于目录的Cache一致性协议是完全由硬件实现的。
此外，还可以用软硬结合的办法实现。
虚拟存储器的特点
目录协议必须实现两种基本操作
处理读失效
处理对共享、干净块的写
对共享块写失效的处理是这两个操作的简单组合 (2) 目录必须跟踪记录每个存储块的状态 存储块的状态有三种：
虚拟存储器的特点
7.3 分布式共享存储器体系结构
共享 在一个或多个处理器上具有这个块的副本，
且主存中的值是最新值（所有Cache
未缓冲 所有处理器的Cache 专有 仅有一个处理器上有该块的副本，且已对该块
进行了写操作，而主存的拷贝仍是旧的。这个处理器 称为该块的拥有者。
虚拟存储器的特点
7.3 分布式共享存储器体系结构
(3) 由于写作废操作的需要，还必须记录哪些处理器
有该块的拷贝 方法：对每个主存块设置一个位向量
当该块被共享时，每个位指出与之对应的处
7.3
分布式共享存储器体系结构
存储器分布于各结点中，所有的结点通过网络互
连。访问可以是本地的，也可是远程的。 可以不支持Cache一致性：规定共享数据不进入Cache， 仅私有数据才能保存在Cache中。 优点： 所需的硬件支持很少
(因为远程访问存取量仅是一个字(或双字)而
不是一个Cache块)
虚拟存储器的特点
7.3 分布式共享存储器体系结构
解决Cache一致性问题的关键： 寻找替代监听协议的一致性协议。。
目录协议
在每个结点增加目录存储器，用于存放目录
对每个结点增加目录表后的分布式存储器的系统结构
虚拟存储器的特点
7.3 分布式共享存储器体系结构
7.3.1 基于目录的Cache一致性及其实现
虚拟存储器的特点
7.3 分布式共享存储器体系结构
缺点： (1) 实现透明的软件Cache一致性的编译机制能力 有限。
(2) 没有Cache一致性，机器就不能利用取出同一
块中的多个字的开销接近于取一个字的开销 这个优点，这是因为共享数据是以Cache块为
单位进行管理的。当每次访问要从远程存储
器取一个字时，不能有效利用共享数据的空 间局部性。 (3) 诸如预取等延迟隐藏技术对于多个字的存取 更为有效，比如针对一个Cache块的预取。
理器是否有该块的拷贝。 当该块为专有时，可根据位向量来寻找其拥
虚拟存储器的特点
虚拟存储器的特点
7.3 分布式共享存储器体系结构
结点之间发送的消息 及其作用
虚拟存储器的特点
虚拟存储器的特点
虚拟存储器的特点
目录状态转换图
虚拟存储器的特点
虚拟存储器的特点
虚பைடு நூலகம்存储器的特点
虚拟存储器的特点
虚拟存储器的特点
虚拟存储器的特点
虚拟存储器的特点
7.3 分布式共享存储器体系结构
对基于目录的Cache一致性的多种改进
有限映射目录 链式结构目录
基于目录的Cache一致性协议是完全由硬件实现的。
此外，还可以用软硬结合的办法实现。
虚拟存储器的特点
目录协议必须实现两种基本操作
处理读失效
处理对共享、干净块的写
对共享块写失效的处理是这两个操作的简单组合 (2) 目录必须跟踪记录每个存储块的状态 存储块的状态有三种：
虚拟存储器的特点
7.3 分布式共享存储器体系结构
共享 在一个或多个处理器上具有这个块的副本，
且主存中的值是最新值（所有Cache
未缓冲 所有处理器的Cache 专有 仅有一个处理器上有该块的副本，且已对该块
进行了写操作，而主存的拷贝仍是旧的。这个处理器 称为该块的拥有者。
虚拟存储器的特点
7.3 分布式共享存储器体系结构
(3) 由于写作废操作的需要，还必须记录哪些处理器
有该块的拷贝 方法：对每个主存块设置一个位向量
当该块被共享时，每个位指出与之对应的处