Реклама

Наш канал:

Таненбаум Э.- Архитектура компьютера. стр.473

Каждый блок памяти (и каждая строка кэша всех микросхем) может находиться в одном из трех состояний:

♦ эксклюзивный доступ (для записи);

♦ совместный доступ (для чтения); 4* недействителен (то есть пуст).

Когда процессору требуется записать в память слово или считать его из памяти, он, прежде всего, проверяет собственный кэш. Если блок там не обнаруживается, инициируется локальный запрос физического адреса блока, который широковещательно распространяется в пределах своего набора плат. Если нужный блок обнаруживается в кэше набора плат, логика слежения определяет факт кэш-попадания и отвечает на запрос. Если строка находится в эксклюзивном доступе, она передается запросившему ее процессору, а исходная копия помечается как недействительная. Если же строка находится в совместном доступе, она не передается запросившему ее процессору, так как память сама отправляет ответ, когда очищается строка кэша.

Если логике слежения не удается найти строку кэша или найденная строка находится в совместном доступе, через центральную панель к родной плате искомого блока передается запрос, чтобы узнать, где находится блок. Состояние каждого из блоков хранится в его ЕСС-битах, поэтому плата может немедленно выяснить это состояние. Если блок не находится в совместном доступе или находится в совместном доступе одной или нескольких удаленных плат, память на родной плате будет обновлена, поэтому родная плата сможет выполнить запрос. В этом случае копия строки кэша за два такта передается через схему перекрестной коммутации данных запросившему ее процессору.

Если делается запрос на чтение, в каталог родной платы блока вносится информация о том, что данную строку кэша использует еще один клиент (то есть

она находится в совместном доступе), и на этом транзакция заканчивается. Если же делается запрос на запись, всем платам, имеющим копию блока (если такие есть), передается сообщение о том, что блок более недействителен. Благодаря этому после запроса на запись остается только одна копия блока.

Предположим теперь, что блок находится в эксклюзивном доступе удаленной платы. Когда родная плата получает запрос, она по каталогу находит адрес нужной удаленной платы и отвечает на запрос сообщением с информацией о том, где находится строка кэша. После этого отправитель посылает новое сообщение найденной плате. Когда та получает запрос, она отправляет в ответ требуемую строку кэша. После этого, в случае запроса на чтение, строка помечается как находящаяся в совместном доступе, и ее копия отсылается на родную плату. В случае же запроса на запись отвечающая сторона объявляет свою копию недействительной, тем самым предоставляя отправителю запроса эксклюзивную копию.

Так как каждая плата содержит 229 блоков памяти, в худшем случае каталог должен иметь 229 записей. Поскольку в действительности его объем гораздо меньше, может оказаться, что в каталоге (поиск в котором осуществляется ассоциативно) нет места для некоторых записей. В этом случае родному набору плат придется посылать широковещательный запрос всем остальным 17 наборам плат, чтобы определить местоположение блока. Обязанности по поддержанию согласованности каталогов и выполнению протокола обновления возлагаются на схему перекрестной коммутации ответов, которая обрабатывает большую часть трафика, направленного обратно отправителю. Благодаря разделению протокольного трафика по двум шинам (адресов и ответов) и передаче данных по третьей общую пропускную способность системы удается поддерживать на высоком уровне.