摘要：多核处理器规模的不断扩大和核间通信机制的日益复杂,使得cache一致性维护变得更加困难。本文从多核处理器cache一致性问题的产生背景出发,分析监听协议、目录协议、Token协议和Hammer协议的实现机制以及在多核环境中的优缺点,分别从一致性协议与片上互连结构协同设计、面向低功耗应用的协议优化策略、cache一致性协议验证及容错机制等角度考虑,对未来多核处理器cache一致性协议设计的发展趋势和技术挑战进行详细分析与讨论。

摘要：可缩放性是高度并行的多处理机系统的设计目标之一．为此，需要解决Ｃａｃｈｅ一致性问题，使共享数据在各处理机的Ｃａｃｈｅ中保持一致．文中分析了几种常见的Ｃａｃｈｅ一致性方案，认为分布式目录表法和基于软件的方法适用于可缩放多处理机系统．

摘要：随着集成电路设计复杂度指数级增长,功能验证已经越来越成为大规模芯片设计的瓶颈,而在多核处理器中,cache一致性协议十分复杂,验证难度大。针对cache一致性协议验证提出基于模拟验证的一种基于贝叶斯网络的随机测试生成方法,解决cache一致性协议状态空间爆炸的问题。首先分析了cache一致性协议及基于贝叶斯网络推理的CDG方法,并将CDG方法应用于cache一致性的验证。以FT处理器中的cache一致性协议验证为例,对比伪随机测试,使用CDG方法将覆盖率提高近30%。

摘要：以某国产多路系统的验证为例,基于事务级验证TBV技术,提出并实现了一种可以应用于模拟验证的自动错误追踪定位技术,通过在验证环境中对处理器的特定功能流程、相关各种请求响应、访存地址和数据流等信息进行事务级建模,记录并生成了验证环境运行产生的事务级信息库,基于上述信息实现了错误的自动追踪定位,显著缩短了错误定位时间,提升了多路系统模拟验证的查错效率。同时,基于事务级的模型,也使得验证人员可以在比设计部件更高的层次描述复杂流程的cache一致性覆盖点,这种事务级维度的覆盖率描述弥补了原有代码覆盖率和功能覆盖率局限于模块和部件级的不足,是对全面性和充分性验证的有益补充。

摘要：CMP是处理器体系结构发展的一个重要方向,其中cache一致性问题的验证是CMP设计中的一项重要课题。基于MESI一致性协议,本文建立了CMP的cache一致性协议的验证模型,总结了三种验证方法——状态列举法、模型检验法和符号状态法,并给出了每一种方法的复杂性分析。

摘要：文章提出了一种新的解决对称多处理器的数据cache一致性方法,使数据cache同时存储物理标识和虚拟标识,以支持监听写无效协议和虚拟存储器;该方法已经应用于实际的设计,并保证了linux操作系统的运行。

摘要：cache一致性协议对系统性能和带宽需求具有重要影响,而当前广泛采用的广播协议带宽需求较高,目录协议访存延迟较大,均不适用于国产服务器CPU直连接口带宽较低及延迟较大的应用场景。针对上述问题,基于Token广播协议和目录协议,设计混合一致性协议,采用Simics结合GEM S搭建多路直连片上多核处理器仿真系统,通过运行SPLASH-2测试协议的相关性能。实验结果表明,混合协议的系统性能优于目录协议,与Token协议相比,混合协议以较小的性能代价,大幅降低片间通信带宽需求,且在带宽资源受限系统中具有更好的系统性能。

摘要：目前广泛采用的广播协议带宽需求较高,目录协议访存延迟较大,不适用于国产服务器处理器片间直连接口带宽相对较低、延迟较高的应用场景。为此,基于片内目录、片间Token广播的双层异构混合一致性协议,应用访存局部性原理,对片间请求广播范围进行预测研究,提出一种HP-SRW协议。实验结果表明,与两级目录协议相比,该协议时间性能提高8.9%,带宽需求降低3.1%,与混合协议相比时间性能略有提升,带宽需求降低30.6%,与Token协议相比,HP-SRW协议以4.7%的时间性能为代价,带宽需求降低66.5%。

摘要：分析多处理机系统中产生cache不一致性问题的原因,以及从处理机写信息到cache的两种策略:写回策略和写透策略,阐述解决多处理机cache不一致性问题的两种办法:监听cache协议和基于cache目录的协议,并举例SUN Enterprise多处理机结构模型.

摘要：针对众核处理器,提出了一种基于计算资源划分机制的动态可重构技术.该技术以虚拟计算群为核心,设计了基于硬件支持的动态可重构子网划分和动态可重构的cache一致性协议以及动态在线的计算资源调度算法,并对系统级多核仿真平台Gem 5进行了扩展.同时,采用实际测试结果验证了众核处理器中动态可重构技术的有效性.结果表明,动态可重构技术可以提高众核处理器的资源利用率,实现动态可重构的cache一致性协议以及单一矩形物理子网覆盖的子网划分机制.