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計算機體係結構5_緩存一致性協議

一，AMD64緩存一致性協議

通過緩存一致性協議保證各個緩存之間，緩存與主存之間，多處理器之間的數據一致性。AMD64的緩存一致性協議為MOESI(modified, owned,

exclusive,shared,invalid)協議。

當cache line沒有保存有效的數據時，被稱作invalid，有效的數據可以來自主存或者其他處理器的緩存。

、

當cache line保存的數據為最近，最新的，被拷貝的數據在主存中也為最近，最新的數據，同時其他處理器沒有持有此數據的拷貝，

稱作exclusive。

當cache line保存的數據為最近，最新的，其他處理器持有此數據的拷貝，稱作shared。當其他處理器以owned模式持有此數據，則當前數

據在主存中也為最近最新的。

當cache line保存的數據為最近，最新的，在主存中的數據為過時的，沒有其他處理器持有此數據的拷貝，稱作modified。

當cache line保存的數據為最近，最新的，稱作owned。owned與shared相似之處在於，其他處理器可以持有此數據最近，最新的拷貝，

與shared不同在於，主存中此數據可能為過時的。一份數據隻可以有一個處理器持有其owned狀態，其他處理器對此數據持有shared狀態。

二，AMD64緩存一致性狀態圖

下圖為軟件觀點的，多種訪存操作驅動的MOESI狀態圖：

為了保證內存的一致性，其他具有內部緩存的處理器在緩存數據時，需要獲取最新的數據拷貝，此拷貝可以在主存中或者在其他

處理器的內部緩存中。當一個設備訪存miss時，探測其他設備的是否持有此數據最新的拷貝，此操作稱作probe。如果其他設備、

中持有此數據最新的拷貝，它將其提供給請求設備，否則主存提供最新的數據。

主要有兩類設備probe方式：

read probe，指示其他設備請求數據出於讀意圖。

write probe，指示其他設備請求數據出於修改意圖。

圖7-2指出，由probe導致的狀態轉移包含probe的發起設備和接收設備。一些read probe由那些打算緩存此數據的設備發起，另外一些

發起的read probe並不是為了緩存此數據，如I/O設備。

讀命中不會導致MOESI狀態轉移，寫命中通常導致MOESI狀態轉移到modified狀態。如果cache line已經為modified狀態，寫命中不會改變

它的狀態。

參考：

AMD64 Architecture Programmer’s Manual Volume 2: System Programming

最後更新：2017-04-03 14:54:06