Реализация справочника для аппаратной поддержки когерентности в вычислительном комплексе на базе микропроцессора Эльбрус-2S
В настоящее время ЗАО «МЦСТ» разрабатывает четырехъядерный микропроцессор (систему на кристалле – СНК) «Эльбрус-2S» и кластер на его основе. Микропроцессор (МП) проектируется на базе предшествующей разработки – одноядерной системы на кристалле «Эльбрус-S». Кластер состоит из четырех МП, соединенных между собой межпроцессорными линками по принципу «каждый с каждым». В состав общей распределенной физической памяти кластера входит физическая память каждого МП, таким образом, кластер представляет собой систему с неоднородным доступом в память (NUMA).
Одним из главных требований при разработке подобных систем является поддержка когерентности – согласованности обрабатываемых данных в кэш-памяти образующих комплекс МП. В предшествующих разработках, использующих СНК «Эльбрус-S», применялась техника полного снупирования – рассылка запросов проверки когерентности всем процессорам системы. Основным недостатком такого механизма является падение эффективной пропускной способности каналов межпроцессорного и межкластерного обмена при увеличении числа процессоров в системе, которое происходит за счёт того, что основную часть информации, передаваемой по этим каналам, составляют пакеты поддержания когерентности (запросы, ответы на них).
В вычислительном комплексе (ВК) на базе МП «Эльбрус-2S» для сокращения служебного потока используемый ранее протокол поддержки когерентности расширяется за счёт введения дополнительного устройства – справочника (directory). Он хранит информацию о местонахождении и состоянии строк данных оперативной памяти, экспортированных в кэш-памяти процессоров, и формирует на ее основе необходимый минимум запросов поддержки когерентности. Статья описывает основные подходы к реализации справочника и принятые в процессе реализации решения.
Подробнее... Загрузить файл 
Содержание:
Введение
Подходы к реализации справочника
Интеграция кэша справочника в существующую систему
Характеристики кэша справочника
Информация справочника
Структура и общий принцип работы кэша справочника
Заключение
Литература
Рассматривается технология справочника в современных вычислительных системах. Изложены принципы построения, характеристики и структура кэш-памяти справочника для разрабатываемого вычислительного комплекса на базе микропроцессора «Эльбрус-2S».