一种基于自更新的简单高效Cache一致性协议

来源：计算机研究与发展杂志2019年第4期北京时间：

作者：何锡明,马胜,黄立波,陈微,王志英,

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(modifiedexclusivesharedorinvalid)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/invalidstatesbasedonself-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(dataracefree,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L1cache中，对于共享数据的写直达方式能确保LLC(lastlevelcache)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.

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,