缓存一致性 - MESI 协议

Posted 2023-02-26

【中文标题】缓存一致性 - MESI 协议

【英文标题】：Cache coherence- MESI protocol

【发布时间】：2018-05-20 20:38:58

【问题描述】：

在使用 MESI 协议（使用 l1 和 l2 包容性）的缓存中是否存在这样的情况，其中 l2 可以向 l1 中已经无效的行发送无效指令。

【参考方案1】：

“无效请求”，你的意思是？

我猜是这样，如果 L2 不根据它对 L1 的了解过滤它的请求，它可能只会在每次驱逐一行时向 L1 发送一个 INVD。不知道这对于真正的设计是否合理。 （从 L2 逐出可能是由硬件或软件预取到 L2 引起的，而不是响应 L1 回写。）

或者，如果 CPU 内核可以在 L2 发送无效的同时使 L1 中的一条线无效，则 INVD 可能在它已经使该线无效之后到达 L1。

【讨论】：

很好地抓住了场景一，错过了。只是想知道这是否是维护包容性财产的一部分。

@IsuruH：包容性是一种单向属性。较大的缓存包含内部缓存，但也包含内部缓存不包含的行。它必须是包含标签的，所以它总是知道内部缓存有什么，即使内部缓存有 M 状态，因此外部有 I。但是内部缓存应该能够随时删除一行。 （通常，例如在 x86 上运行 clflush 或 NT 存储指令之后，我认为它也会将无效发送到外部缓存，但这需要时间并且为了保持包容性，L1D 必须删除 before 行它发送一个请求，要求 L2 这样做。）

【参考方案2】：

可能存在这样一种情况，即 L2 根本不知道 L1 是否有线路，因为允许 L1 静默丢弃它。

事实上，如果 L2 是包容性的，那么在从 L1 驱逐未修改的线路（容量驱逐）时几乎没有任何理由浪费带宽，因为 L2 已经有一个副本并且没有任何更改。因此，L2 中的许多线路很可能在它们被从 L1 驱逐之后很长时间仍然存在。当它最终到达时（后来，因为它更大）从 L2 驱逐将不得不发送回一个窥探以强制执行包容性，因为它无法确定线路是否仍在 L1 中。