Типовая архитектура машины с распределенной памятью
Преимущества механизма на базе общей памяти:
- Совместимость с хорошо понятными используемыми
как в однопроцессорных, так и маломасштабных многопроцессорных
системах, механизмами, которые используют для обмена общую память.
- Простота программирования, когда модели обмена между процессорами
сложные или динамически меняются во время выполнения. Подобные
преимущества упрощают конструирование компилятора.
- Более низкая задержка обмена и лучшее использование полосы
пропускания при обмене малыми порциями данных.
- Возможность использования аппаратно управляемого кэширования
для снижения частоты удаленного обмена, допускающая кэширование
всех данных как разделяемых, так и неразделяемых.
Преимущества механизма на базе передачи сообщений:
- Аппаратура может быть более простой, особенно
по сравнению с моделью разделяемой памяти, которая поддерживает
масштабируемую когерентность кэш-памяти.
- Модели обмена понятны, принуждают программистов (или компиляторы)
уделять внимание обмену, который обычно имеет высокую, связанную
с ним стоимость.
Характеристики производительности механизма
обмена:
- Полоса пропускания
- Задержка
- Упрятывания задержки
Типы протоколов когерентности кэш-памяти:
- Протоколы на основе справочника (directory based)
- Протоколы наблюдения (snooping)
- Протоколы записи с аннулированием (write invalidate protocol)
- Протокол записи с трансляцией (write broadcast protocol)
- Протоколы записи с аннулированием (write invalidate protocol)
Примеры протоколов наблюдения:
Наименование | Тип протокола | Стратегия записи в память | Уникальные свойства | Применение |
Одиночная запись | Запись с аннулированием | Обратное копирование при первой записи | Первый описанный в литературе протокол наблюдения | - |
Synapse N+1 | Запись с аннулированием | Обратное копирование | Точное состояние, где "вла-дельцем является память" | Машины Synapse Первые машины с когерентной кэш-памятью |
Berkely | Запись с аннулированием | Обратное копирование | Состояние "разделяемый" | Машина SPUR университета Berkely |
Illinois | Запись с аннулированием | Обратное копирование | Состояние "приватный"; может передавать данные из любого кэша | Серии Power и Challenge компании Silicon Graphics |
"Firefly" | Запись с трансляцией | Обратное копирование для "приватных" блоков и сквозная запись для "разделяемых" | Обновление памяти во время трансляции | SPARCcenter 2000 |