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Séance de cours

Cohérence de Cache

Dans cours

CS-307: Introduction to multiprocessor architecture

Multiprocessors are a core component in all types of computing infrastructure, from phones to datacenters. This course will build on the prerequisites of processor design and concurrency to introduce the essential technologies required to combine multiple ...

Description

Cette séance de cours sur la cohérence du cache couvre le problème du partage de données dans les caches multiprocesseurs, la solution de base de l'échelle à de nombreux processeurs, et le concept de répertoires. Il explique le problème d'incohérence avec des exemples et introduit l'Invariant d'écriture unique, lecteur multiple (SWMR). La séance de cours se penche sur les mécanismes de cohérence fondamentale, y compris le Protocole valide et non valide, et donne des exemples de sa mise en œuvre. Il examine également le protocole MSI, les défis de l'interconnexion et le concept de répertoires d'étiquettes en double distribution. La séance de cours se termine par un résumé des protocoles de cohérence du cache et l'importance de maintenir une vue unifiée des emplacements de mémoire.

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Enseignant·e

Babak Falsafi

Babak is a Professor in the School of Computer and Communication Sciences and the founding director of the EcoCloud, an industrial/academic consortium at EPFL investigating scalable data-centric technologies. He has made numerous contributions to computer system design and evaluation including a scalable multiprocessor architecture which was prototyped by Sun Microsystems (now Oracle), snoop filters and memory streaming technologies that are incorporated into IBM BlueGene/P and Q and ARM cores, and computer system performance evaluation methodologies that have been in use by AMD, HP and Google PerKit . He has shown that hardware memory consistency models are neither necessary (in the 90's) nor sufficient (a decade later) to achieve high performance in multiprocessor systems. These results eventually led to fence speculation in modern microprocessors. His latest work on workload-optimized server processors laid the foundation for the first generation of Cavium ARM server CPUs, ThunderX. He is a recipient of an NSF CAREER award, IBM Faculty Partnership Awards, and an Alfred P. Sloan Research Fellowship. He is a fellow of IEEE and ACM.

Source officielle

Concepts associés (32)

Protocole de cohérence de cache

thumb|Schéma illustrant le besoin d'un protocole de cohérence de cache. En informatique, un protocole de cohérence de cache, sous entendu cache processeur, est un protocole de communication utilisé dans les architectures multi-processeurs pour assurer aux processeurs une vue cohérente de la mémoire. En particulier, il permet de répercuter les écritures faites par chaque processeur aux autres, en modifiant ou en invalidant les lignes de cache communes.

Cache de processeur

Un cache de processeur est une antémémoire matérielle utilisée par l'unité centrale de traitement (CPU) d'un ordinateur pour réduire le coût moyen (temps ou énergie) de l’accès aux données de la mémoire principale. Un cache de processeur est une mémoire plus petite et plus rapide, située au plus près d'une unité centrale de traitement (ou d'un cœur de microprocesseur), qui stocke des copies des données à partir d'emplacements de la mémoire principale qui sont fréquemment utilisés avant leurs transmissions aux registres du processeur.

Mémoire cache

Une mémoire cache ou antémémoire est, en informatique, une mémoire qui enregistre temporairement des copies de données provenant d'une source, afin de diminuer le temps d'un accès ultérieur (en lecture) d'un matériel informatique (en général, un processeur) à ces données. Le principe du cache est également utilisable en écriture, et existe alors en trois modes possibles : write-through, write-back et write-around.

Directory-based cache coherence

In computer engineering, directory-based cache coherence is a type of cache coherence mechanism, where directories are used to manage caches in place of bus snooping. Bus snooping methods scale poorly due to the use of broadcasting. These methods can be used to target both performance and scalability of directory systems. In the full bit vector format, for each possible cache line in memory, a bit is used to track whether every individual processor has that line stored in its cache.

Bus snooping

Bus snooping or bus sniffing is a scheme by which a coherency controller (snooper) in a cache (a snoopy cache) monitors or snoops the bus transactions, and its goal is to maintain a cache coherency in distributed shared memory systems. This scheme was introduced by Ravishankar and Goodman in 1983, under the name "write-once" cache coherency. A cache containing a coherency controller (snooper) is called a snoopy cache.

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Séances de cours associées (33)

Mémoire cache

Explore la conception de mémoire cache, les succès, les ratés et les politiques d'expulsion dans les systèmes informatiques, en mettant l'accent sur la localité spatiale et temporelle.

Systèmes multi-maîtrises

Explore Multi Masters Systems, en discutant des architectures avec plusieurs processeurs, mémoire partagée, exclusion mutuelle et accélérateurs matériels.

Principes de la cache mémoire

Explore les principes de cache mémoire, en mettant l'accent sur la localisation spatiale, l'impact de la latence et les stratégies d'efficacité du cache.

Caches - Performance

Explore l'évaluation des performances de la mémoire cache, couvrant les points de repère, la loi d'Amdahl, les performances du processeur, la hiérarchie de la mémoire, les optimisations de cache et les caches multiniveaux.

Capture directe et caches de l'annexe

Couvre les caches en format direct et annexe dans l'architecture informatique, expliquant la structure du cache, les modèles d'accès, les taux de succès et les calculs de latence.

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Concepts associés (32)

Protocole de cohérence de cache

Cache de processeur

Mémoire cache

Directory-based cache coherence

Bus snooping

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