写缓存策略的写入分配/获取

Question

我找不到一个非常详细地解释该政策如何运作的消息来源。编写策略的组合在朱皮纸中为感兴趣者解释。我就是这么理解的。

1. 写请求从cpu发送到缓存。
2. 请求会导致缓存丢失。
3. 在高速缓存中为此请求分配缓存块。(写入分配)
4. 将写入请求块从较低的内存中获取到分配的缓存块。
5. 现在我们可以通过fetch块在分配的和更新的上写入。

问题是在第4步和第5步之间会发生什么。(假设Cache是一个使用小姐状态处理寄存器的非阻塞缓存。)

CPU是否必须在缓存上重试写入请求，直到写入命中的发生？(将块取到分配的缓存块后)

如果没有，那么写入请求数据在何处保存？

编辑:我想我在K86™处理器中写分配的实现上找到了我的答案。它将直接写入已分配的缓存块，并将其与稍后的读取请求合并。

Answer 1

它将直接写入已分配的缓存块，并将其与稍后的读取请求合并。

不，AMD的pdf不是这么说的。他们说，存储数据与内存中的数据合并，然后存储到L1缓存的数据数组中。

缓存用缓存行粒度跟踪有效性。它无法存储“字节3到6是有效的；当数据从内存到达时保持它们有效”的事实。这种逻辑太大了，无法在缓存数组的每一行中复制。

还要注意的是，你发现的pdf描述了他们的K6微体系结构的一些具体行为，这是单核的，而有些模型只有单一的缓存级别，所以甚至不需要缓存一致性协议。他们使用L1和L2缓存之间的MESI描述K6-III (模型9)。

写入缓存的CPU必须保存数据，直到缓存准备好接受数据为止。不过，这不是一个重试直到成功的过程。这更像是当缓存准备好接受存储时通知存储硬件(也就是说，它已经激活了该行，如果缓存与使用MESI协议的其他缓存相一致，则处于修改状态)。

在实际的CPU中，多个未完成的导弹可以一次飞行。 (即使没有完全无序的投机执行)。这叫小姐下的小姐。CPU<->缓存连接需要一个缓冲区来保存存储数据，以满足每个未完成的错误(并行支持)。例如，一个核心可能有8个缓冲器，并支持8个未完成的负载或存储错误。在8个缓冲区中有一个可用之前，第9个内存操作无法开始执行。在此之前，数据必须留在CPU的存储队列中。

这些缓冲区可能在负载和存储之间共享，也可能有专用的存储缓冲区。OP报告说，在存储缓冲区上搜索发现了许多感兴趣的相关内容；例如这部分维基百科的MESI文章。

在现代高性能设计中，L1缓存实际上是CPU核心的一部分.它与内存顺序逻辑非常紧密地集成在一起，并且需要能够有效地支持原子操作，比如lock inc [mem]和许多其他复杂的操作(比如内存重新排序)。例如，请参见依赖关系。

其他一些术语：

• 存储缓冲器
• 存储队列
• 存储器顺序缓冲器
• 缓存写入端口/缓存读取端口/缓存端口
• 全球可见

远亲：有趣的帖子研究英特尔艾夫布里奇的L3缓存的自适应替换策略，使得它在扫描一个巨大的数组时更能抵抗驱逐有价值的数据。