分布式文件系统中Cache一致性的验证

基于信念逻辑,分析了曙光超级服务器单一映象文件系统中所采用的基于目录的无效使能Ｃａｃｈｅ一致性协议,首先介绍了Ｃａｃｈｅ一致性协议的目标,并为之建立了系统模型及逻辑,然后以基于目录的无效使能协议为例演示了运用信念逻辑对Ｃａｃｈｅ一致性进行正确性证明的过程。     

一种Cache一致性协议验证中覆盖率驱动的随机验证方法

随机验证技术是当今大规模集成电路仿真验证流程中的一项重要支撑技术,覆盖率驱动的随机测试生成方法是目前该领域研究的热点之一。针对Cache一致性协议的验证目标,介绍一种引入基于朴素贝叶斯模型的机器学习来完善基于覆盖率驱动的随机验证的方法,并结合相关的实际验证过程对该方法进行了分析和讨论。     

基于节点预测的直接Cache一致性协议

处理器性能的提升依赖于对存储系统性能的挖掘.随着片上集成内核数量的不断增大和特征尺寸的持续缩小,延迟、存储可扩展的Cache一致性协议已经成为提升访存效率的关键性因素.文中提出一种基于节点预测的直接Cache一致性协议-NPP协议,研究一致性交互延迟隐藏和目录存储开销减少技术.针对读、写缺失中存在的间接性问题和现有解决方案破坏已有数据局部性、无法获得最近数据副本等问题,分别提出节点挂起技术和直接写缺失处理技术,有效隐藏了目录访问延迟.为了实现准确的节点预测,作者还提出基于"签名"回收的历史信息更新算法,避免了冗余更新和不完整更新.使用SPLASH-2测试程序集,在基于2D MESH NoC互联的64核CMP下,相对于全映射目录协议,NPP协议的平均执行时间降幅为21.78%~31.11%;平均读缺失延迟降低14.22%~18.9%;平均写缺失延迟降低17.89%~21.13%.而获得上述性能提升的代价是网络流量平均增加6.62%~7.28%.     

基于新型Cache一致性协议的共享虚拟存储系统

介绍了一个基于新型Ｃａｃｈｅ一致性协议的共享虚拟存储系统ＪＩＡＪＩＡ,与目前国际上具有代表性的共享虚拟存储系统相比,ＪＩＡＪＩＡ采用了基于ＵＮＭＡ的结构,能够把多个机器的物理地址空间组织成一个更大的共享虚拟地址空间,此外,ＪＩＡＪＩＡ实现了一种基于锁的新型一致性协议,通过附带在锁上的ｗｒｉｔｅ－ｎｏｔｉｃｅ来维护一致性,从而避免了传统的目录协议中由目录引起的存储开销和系统复杂度,利用一些被广泛使用     

多核处理器Cache一致性协议关键技术研究

多核处理器规模的不断扩大和核间通信机制的日益复杂,使得Cache一致性维护变得更加困难。本文从多核处理器Cache一致性问题的产生背景出发,分析监听协议、目录协议、Token协议和Hammer协议的实现机制以及在多核环境中的优缺点,分别从一致性协议与片上互连结构协同设计、面向低功耗应用的协议优化策略、Cache一致性协议验证及容错机制等角度考虑,对未来多核处理器Cache一致性协议设计的发展趋势和技术挑战进行详细分析与讨论。     

模型检测MESIF Cache一致性协议

在处理器从单核向多核演进的过程中,为了获得更好的性能和可扩展性,适用于多核处理器系统的Cache一致性协议变得越来越复杂。Cache一致性协议的验证一直是模型检测在工业界主要应用之一,被工业界和学术界关注。相对传统方法而言,微结构级的模型检测能够描述和验证更多的协议细节。利用NuSMV工具对Intel公司的MESIF Cache一致性协议进行模型检测在微结构层次上进行了建模,并对该协议进行模型检测,试验结果证明了此方法的有效性。     

Pentium两级Cache一致性的实现

在简要介绍了维护多处理器系统中Cache一致性的MESI协议后,论述了Pentium计算机级1数据Cache具体采用的MESI协议,说明了Pentium两级Cache如何协调共同维护Cache的一致性。     

基于总线监听的Cache一致性协议分析

片内多处理器系统是当前计算机体系结构研究的热点问题之一。与传统的多处理机系统一样,Cache一致性问题也是片内多处理器系统必须首先解决的问题。本文首先介绍了片内多处理器系统中的Cache一致性问题及其解决方法,然后着重讨论了两种基于总线监听的Cache一致性协议：MSI协议和MESI协议,并对它们进行了分析比较。     

一种高效SMP Cache一致性协议及其实现技术的研究

结点控制器是并行多处理机计算机系统设计中除CPU外的最复杂部件,随着设计工艺水平的提高,它的功能也日益增多。文章将深入介绍SMP多处理机系统结点控制器设计中的一种高效Cache一致性协议以及实现方面的关键技术。     

一种基于二叉树的Cache一致性目录方法

本文提出了一种高度并发的Ｃａｃｈｅ一致性方法，着重描述了它的并发性，并且通过和ＩＥＥＥＳＣＩ协议的性能比较，表明这种Ｃａｃｈｅ一致性方法具有较好的伸缩能力，适于Ｓ２ＭＰ结构。     

Web网站缓存设计中Cache一致性问题的研究

从网站缓存实现机制入手，分析了Cache一致性对网站缓存效率的影响，重点讨论了一种通过服务器集群实现基于网站为单位的缓存设计，缓存不再针对具体的文件而是以整个网站为单位来进行查询和替换，更好地保证了Cache一致性原则在缓存设计中的体现。     

多机系统中Cache一致性问题的研究与评价

Cache一致性是多处理机系统设计中的一项重要课题。为提高访存效率,每台处理机通常带有高速缓冲存储器Cache,这便产生了Cache一致性问题。为便共享数据在各Cache间以及Cache与主存间保持一致,出现了多种Cache一致性协议。文章首先介绍了多处理机系统中,主存与各处理机私有Cache之间及各私有Cache之间存在数据不一致问题的原因,对解决不一致性的方法:监视法、目录法、软件方法等进行了详细的定性分析与评价,指出了各种方法的优缺点,供设计者参考。     

异构多处理器系统Cache一致性解决方案

SoC技术的发展使多个异构的处理器集成到一个芯片成为可能,这种结构已成为提高微处理器性能的重要途径.与传统的多处理器系统一样,Cache一致性问题也是片内异构多处理器系统必须首先解决的问题.本文在分析Cache一致性问题的基础上,对采用不同监听协议的多处理器的集成,以牺牲简单的硬件为代价来完成一致性协议的转化.将此方法并入多处理器芯片封装内来管理,可保证在异构多处理器系统中数据的一致性.     

基于总线侦听Cache一致性协议算法与实现

以共享总线的多处理机系统为例,本文介绍了在共享总线系统中用于解决Cache问题的侦听总线一致性协议,并基于总线侦听Cache一致性协议的优点和协议区分状态的原因,给出了一个评价协议好坏的角度:总线的流量和存储器访问的有效时间,最后给出了基于总线侦听Cache一致性协议算法与实现.     

一种基于路由器Cache的一致性协议

在大规模并分布式共享主存多处理机系统中，尽可能减少系统中远程访问时延，是提高系统整体性能的关键。该文提出了一种路由Cache结构，并详细介绍了基于路由器Cache的一致性协议，该协议在减少系统远程访问延时，提高系统有效带宽方面有较好的效果。     

CMP中基于目录的协作Cache设计方案

片上多处理器中二级Cache的设计和管理是影响其性能的关键因素之一。在私有二级Cache的基础上,提出一种基于集中式一致性目录的协作Cache设计方案,通过有效地管理片上存储资源来优化处理器的性能,从而使该协作Cache具有平均访存延迟小、Cache缺失率低、可扩展性好等优点。实验结果显示,与共享二级Cache设计相比,协作Cache可以将4核处理器的吞吐量平均提高13.5%,而其硬件开销约为8.1%。     

Cache一致性协议的研究与评价

Ｃａｃｈｅ一致性是紧耦合多处理机系统设计中的一项重要课题．为提高访存效率，每台处理机通常带有高速缓冲存储器Ｃａｃｈｅ。这便产生了Ｃａｃｈｅ一致性问题，要求共享数据在各Ｃａｃｈｅ间以及Ｃａｃｈｅ与主存间保持一致。为此出现了多种Ｃａｃｈｅ一致性协议。本文分析了几种类型的一致性协议，并对其进行了软件模拟和性能评价．     

适用于多核环境的混合Cache一致性协议

提出一种适用于多核环境的混合Cache一致性协议。该协议采用混合值传播策略,引入小容量目录D-Cache,克服传统监听一致性协议发送数据请求时盲目广播的缺点,通过数据块状态的扩展,有效避免乒乓现象的发生。仿真实验结果表明,该协议能减少测试程序的运行时间,降低多核处理器私有L1 Cache的失效率,提高系统性能。     

一种基于贝叶斯网络的随机测试方法在Cache一致性验证中的设计与实现

随着集成电路设计复杂度指数级增长,功能验证已经越来越成为大规模芯片设计的瓶颈,而在多核处理器中,Cache一致性协议十分复杂,验证难度大。针对Cache一致性协议验证提出基于模拟验证的一种基于贝叶斯网络的随机测试生成方法,解决Cache一致性协议状态空间爆炸的问题。首先分析了Cache一致性协议及基于贝叶斯网络推理的CDG方法,并将CDG方法应用于Cache一致性的验证。以FT处理器中的Cache一致性协议验证为例,对比伪随机测试,使用CDG方法将覆盖率提高近30%。     

一种带偏置的基于相关性分析的Cache一致性协议验证方法

Cache一致性协议作为CC-NUMA系统的硬件基础,在CC-NUMA系统的设计过程中占有举足轻重的地位。对于复杂的CC-NUMA系统,由于其Cache一致性协议十分复杂,通常难以进行形式化验证,而常规的伪随机模拟又存在验证效率低下的问题。本文提出了一种对复杂CC-NUMA系统中Cache一致性协议进行模拟验证的方法。该方法通过对验证覆盖目标进行相关性分析,使用偏置技术对传统伪随机模拟验证方法进行了改进。实际验证结果表明,改进后的方法使得模拟验证覆盖率的增长速率有了明显提高。