Реклама

Наш канал:

Таненбаум Э.- Архитектура компьютера. стр.475

Первая проблема связана со следующим фактом. Как известно, диспетчер памяти выполняет трансляцию виртуального адреса в физический. Если после трансляции оказывается, что строки нет в «настоящем» аппаратном кэше, очень трудно сказать, есть вообще искомая строка в основной памяти или ее там нет. Аппаратная поддержка механизма разбиения памяти на страницы здесь не поможет, поскольку каждая страница состоит из большого количества отдельных строк кэша, которые располагаются в системе независимо друг от друга. Даже если известно, что строки в основной памяти нет, как выяснить, где она есть? В данном случае нельзя спросить об этом «домашнюю» машину потерявшейся страницы, поскольку таковой машины в системе просто нет.

Было предложено несколько решений этой проблемы. Чтобы знать, находится строка кэша в основной памяти или нет, для каждой строки кэша можно аппа-ратно поддерживать специальный тег. Тогда диспетчер памяти сможет сравнивать тег нужной строки с тегами всех строк кэша, пока не обнаружится совпадение.

Другое решение — отображать страницы целиком, но при этом не требовать наличия всех строк кэша. Тогда для каждой страницы потребуется аппаратно построить битовую карту, где каждой строке соответствует 1 бит, который и укажет на присутствие или отсутствие этой строки. В этой схеме, которая называется

простой схемой СОМА, если строка присутствует, она должна находиться в правильной позиции на своей странице. Если она отсутствует, то любая попытка использовать ее должна вызывать исключение, которое позволит программно найти и задействовать нужную строку.

Таким образом, система будет искать только те строки, которые действительно находятся в удаленной памяти. Еще одно решение — предоставить каждой странице «домашнюю» машину (домашнюю в том смысле, что в каталоге для нее выделяется запись, а не в том, что на этой машине хранятся данные). Тогда чтобы выяснить, где искать строку, можно отправить сообщение ее домашней машине. Другое решение — организовать память в виде древовидной структуры и искать, двигаясь вверх, пока строка не будет найдена.

Вторая проблема связана с удалением последней копии. Как и в CC-NUMA-машине, строка кэша может одновременно находиться в нескольких узлах. Если происходит кэш-промах, строку нужно прочитать, а это обычно означает ее удаление. А что произойдет, если выбранная строка окажется последней копией? В этом случае ее нельзя удалять.

Одно из возможных решений — вернуться к каталогу и проверить, существуют ли другие копии. Если да, то строку можно смело удалять. Если нет, ее нужно где-то разместить. Другое решение — пометить одну из копий каждой строки кэша как главную и никогда ее не удалять. При таком подходе проверять каталог не потребуется. В любом случае СОМА-машина потенциально должна иметь более высокую производительность, чем CC-NUMA, но пока было создано всего несколько СОМА-машин, а для реализации всего их потенциала нужно накопить некоторый опыт. Первыми СОМА-машинами были KSR-1 [34] и Data Diffusion Machine [83]. В качестве более свежего примера можно привести SDAARC [62].