在这种情况下，缓存一致性如何影响性能

Question

假设内核A正在修改一个变量X，而内核B正在读取该变量(X)。当然，在这种情况下，高速缓存一致性协议将更新核B的高速缓存，因为X已经被核A修改，当然，这种高速缓存一致性将减慢在核B上的执行。然而，假设变量X驻留在其高速缓存中，这种高速缓存一致性也会影响核A的性能吗？

Answer 1

是。它可以通过几种方式影响性能。人们使用的标准协议是MSI的一些变体(修改、共享、无效)，有时会在协议中添加O(所有者)和E(独占)。在您的示例中，内核A将以已修改(或独占)状态启动，而内核B的读取将强制内核A将其更改为共享状态。此操作占用缓存中的周期，因为内核在任何给定时间都只能执行这么多操作。这对核心A的影响不是很大，因为它不在关键路径中。更大的影响是如果核心A再次执行写入。由于高速缓存线处于共享(或无效)状态，因此它必须发出将自身升级到M或E的请求。该请求必须转到核心B。此操作位于关键路径上，在升级高速缓存块之前无法完成写入。也就是说，写操作通常是缓冲的，处理器在此操作中通常不会被阻塞。

Answer 2

是的，在目前使用ME(O)SI一致性协议的微体系结构上，它也会减慢A对X的更新。这样做的原因是B的读操作会在复制之前将包含X的高速缓存线置于“共享”状态，然后A的写操作将不得不使B的副本无效以进入“独占”状态，然后才能再次修改它。

尽管如此，A对X的写入实际上可能不会停止A的执行流水线。这取决于体系结构和编程语言的内存一致性模型，以及写操作是作为原子操作还是作为后续写操作强制退出。