[Cache Coherence] Bus-based Protocol 정리

Cache Coeherence를 만족하기 위한 다양한 종류의 Protocol이 있다.

 

이 글에서는 Bus를 활용해 Cache Coherence를 구현하는 Bus-based Protocol에 대해 살펴본다.

 

 

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Cache Write Policy	Protocol	장점	단점
Write-through	write-update protocol	read & write 둘다 multiple copies 허용	매 write 마다 All cache가 영향을 받음. Overhead가 큼
Write-through, no-write-allocate cache	valid-invalid protocol	multiple reader는 허용 반면, writer는 한놈만 simple state machine for each cache line

Write-throgh 방식의 근본적인 문제 = bandhwdith overhead가 크다

 

Cache Write Policy	Protocol	장점	단점
Write-back	Modified-Invalid protocol	cache가 request를 응답할 수 있음.	one reader, one writer read transaction에도 invalid

multiple copies를 허용하지 않음.

 

 

대안 = Ownership 개념을 도입해서, multiple copies를 허용하게 만들자!!

 

Mutual Exclusion = "Owner"

sharing = allow multiple reader. 단, sharing 상태에서는 write 권한이 없음. write하려면 추가 작업 해야 함.

 

Cache Write Policy	Protocol	장점	단점
Write-back (ownership)	MSI protocol	multiple reader, single writer	frequent read-update sequence
Write-back (ownership)	MESI protocol	multiple reader,  single writer

Q. 현재의 Cache가 메모리 주소에 대해 Exclusive 하다면, 다른 Cache의 라인은 어떤 상태일까?

A. invalid

MSI가 강력해보이지만, 단점도 있음. 만약 read-update가 연속해서 나타나서, cache의 장점을 충분히 살리지 못 할 것 같다!!

 

=> 대안! MSEI protocol

 

 

 

 

 

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Bus-based Protocol의 근본적인 문제점

Scalable하지 않다.

 

이 scalable 문제를 개선한 것이 바로... Scalable Cache Coherence

 

 

Scalable Cache Coherence
Bus bandwidth (point-to-point network)	Processor snooping bandwidth (Directory protocol)

 

뒤의 포스트에서 계속