Реклама

Наш канал:

Таненбаум Э.- Архитектура компьютера. стр.472

На уровне наборов плат логика слежения обеспечивает каждому процессору возможность сверять поступающие запросы со списком блоков в его локальном кэше. Когда процессор обращается к слову памяти, он сначала преобразует виртуальный адрес в физический и проверяет, есть ли нужный блок в кэше. (Физические адреса 43-разрядные, но из-за габаритных требований объем памяти ограничен значением 576 Гбайт.) Если нужный блок обнаруживается в собственном кэше, затребованное слово возвращается. В противном случае логика слежения проверяет, есть ли нужный блок в пределах того же набора плат. Если есть, то запрос выполняется. Иначе, как показано далее, запрос посылается через схему пе рекрестной коммутации адресных линий. Логика слежения способна обслуживать по одному запросу за такт. Так как тактовая частота системы составляет 150 МГц, можно обработать 150 миллионов запросов в секунду, или 2,7 миллиардов запросов для всех 18 наборов плат.

Хотя на рис. 8.28 логика слежения показана в виде шины, физически она представляет собой древовидную структуру устройств, вверх и вниз по которой передаются команды. Когда с шины РСІ или процессора поступает адрес, он через двухточечное соединение попадает в адресный повторитель, как показано на рис. 8.29. С любого из двух повторителей адрес попадает в плату расширения, откуда передается обратно вниз по дереву к устройствам. Благодаря этой схеме удается избавиться от шины, соединяющей три платы.

Рис, 8,29. Четырехуровневое соединение блоков в Sun Fire Е25К. Пунктирные линии означают передачу адресов, сплошные — передачу данных

Для обмена данными применяется четырехуровневое соединение (рис. 8.29). Такой подход обеспечивает высокую производительность. На уровне 0 пары процессоров и блоков памяти соединяются небольшими схемами перекрестной коммутации, которые к тому же соединяются с уровнем 1. Две группы пар процессор-память соединяются второй схемой перекрестной коммутации на уровне 1. Эти коммутаторы выполнены в виде специализированных интегральных схем. У них есть входы для каждой строки и каждого столбца коммутирующей сетки, хотя не все сочетания строк и столбцов используются (или даже имеют смысл). Вся логика коммутации плат построена на схемах перекрестной коммутации размером 3x3.

Каждый набор плат состоит из трех плат: платы процессор-память, платы ввода-вывода и платы расширения, соединяющей две предыдущие платы. Коммутатор уровня 2 расположен на плате расширения, он соединяет саму память и порты ввода-вывода (которые во всех процессорах UltraSPARC отображаются на память). Все данные, поступающие в набор плат или из него, проходят через коммутатор уровня 2. Наконец, обмен данными между разными платами на уровне 3 происходит через схему перекрестной коммутации размером 18 х 18. Данные передаются блоками по 32 байта, таким образом, на передачу стандартного блока в 64 байта требуется два такта.

Теперь, выяснив, как расположены компоненты, обратимся к общей памяти. На самом нижнем уровне адресное пространство объемом 576 Гбайт разбивается на 229 блоков по 64 байта. Это — неделимые элементы памяти. У каждого из них есть своя «родная» плата, где блок «живет», пока он не потребуется где-то еще. Большинство блоков большую часть времени находятся на своих платах. Когда процессору требуется блок, будь то с собственной платы или с любой другой из 17 оставшихся, он сначала запрашивает копию в собственном кэше, после чего работает с кэшированной копией. Хотя на каждой микросхеме в системе Е25К находятся два процессора, у них общее адресное пространство, а, значит, и общий кэш блоков.