| 一种基于自更新的简单高效Cache一致性协议 |
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| 引用本文： | 何锡明, 马胜, 黄立波, 陈微, 王志英. 一种基于自更新的简单高效Cache一致性协议[J]. 计算机研究与发展, 2019, 56(4): 719-729. DOI: 10.7544/issn1000-1239.2019.20170898 |
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| 作者姓名： | 何锡明 马胜 黄立波 陈微 王志英 |
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| 作者单位： | (国防科技大学计算机学院 长沙 410073) (heximing15@nudt.edu.cn) |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国防科技大学科研项目 |
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| 摘 要： | 随着片上多处理器系统核数的增加，当前一致性协议上存在的许多问题使共享存储系统复杂而低效.目前一些一致性协议极其复杂,例如MESI(modified exclusive shared or invalid)协议，存在众多的中间状态和竞争.并且这些协议还会导致额外失效通信，以及大量记录共享信息的目录存储开销(目录协议)或广播消息的网络开销(监听协议).对数据无竞争的程序实现了一种简单高效一致性协议VISU(valid/invalid states based on self-updating)，这种协议基于自更新操作(self-updating)、只包含2个稳定状态(valid/invalid).所设计的两状态VISU协议消除了目录和间接事务.首先基于并行编程的数据无竞争(data race free, DRF)模型，采用在同步点进行自更新共享数据来保证正确性.其次利用动态识别私有和共享数据的技术，提出了对私有数据进行写回、对共享数据进行写直达的方案.对于私有数据，简单的写回策略能够简化不必要的片上通信.在L1 cache中，对于共享数据的写直达方式能确保LLC(last level cache)中数据最新从而消除了几乎所有的一致性状态.实现的VISU协议开销低、不需要目录、没有间接传输和众多的一致性状态，且更加容易验证，同时获得了与MESI目录协议几乎相当甚至更优的性能.
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| 关 键 词： | 共享存储 片上多处理器 cache一致性协议 自更新 VISU协议 |
A Simple and Efficient Cache Coherence Protocol Based on Self-Updating |
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| He Ximing, Ma Sheng, Huang Libo, Chen Wei, Wang Zhiying. A Simple and Efficient Cache Coherence Protocol Based on Self-Updating[J]. Journal of Computer Research and Development, 2019, 56(4): 719-729. DOI: 10.7544/issn1000-1239.2019.20170898 |
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| Authors: | He Ximing Ma Sheng Huang Libo Chen Wei Wang Zhiying |
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| Affiliation: | (College of Computer, National University of Defense Technology, Changsha 410073) |
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| Abstract: | He Ximing;Ma Sheng;Huang Libo;Chen Wei;Wang Zhiying(College of Computer,National University of Defense Technology,Changsha 410073) |
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| Keywords: | shared memory chip multiprocessors cache coherence protocol self-updating VISU protocol |
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