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分类: 嵌入式

2012-11-18 16:03:12

(1) 一致性问题的产生——信息不对称导致的问题

现实生活中常常会出现因为沟通不畅而导致的扯皮,一方改了某些东西,又没有及时通知到另一方,导致两方掌握的信息不一致,这就是一致性问题。

多 核处理器也有这样的问题,在下面这个简单的多核处理器示例中,内存中有一个数据x,它的值 为3,它被缓存到Core 0和Core 1中,不过Core 0将x改为5,如果Core 1不知道x已经被修改了,还在使用旧的值,就会导致程序出错,这就是Cache的不一致。

Cache的不一致示例

(2) Cache一致性的底层操纵

为了保证Cache的一致性,处理器提供了2个保证Cache一致性的底层操作:Write invalidate和Write update。

Write invalidate(置无效):当一个内核修改了一份数据,其他内核上如果有这份数据的拷贝,就置成无效(invalid)。

下面这个例子中,3个Core都使用了内存中的变量x,Core 0将它修改为5,其他Core就将自己对应的Cache line置成无效(invalid)。

Write invalidate示例

Write update(写更新):当一个内核修改了一份数据,其他地方如果有这份数据的拷贝,就都更新到最新值。Write update示例如下:

Write update示例

Write invalidate和Write update比较:Write invalidate是一种很简单的方式,不需要更新数据,如果Core 1和Core 2以后不再使用变量x,这时候采用Write invalidate就非常有效。不过由于一个valid标志对应一个Cache line,将valid标志置成invalid后,这个Cache line中其他的本来有效的数据也不能被使用了。Write update策略会产生大量的数据更新操作,不过只用更新修改的数据,如果Core 1和Core 2会使用变量x,那么Write update就比较有效。由于Write invalidate简单,大多数处理器都使用Write invalidate策略。

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