我正在尝试实现一个具有两级缓存（回写）的示例 MESI 缓存模拟器。我已将 MESI 状态位添加到两个缓存级别。由于它是回写式高速缓存，因此高速缓存行仅在刷新时才更新到 L2。我的疑惑是
从 L1 缓存中刷新具有无效状态的缓存行时应该是什么行为。它会忽略交易吗？似乎这是唯一的可能性..但似乎不对。
考虑处理器 1(P1) 修改处理器 2(P2) 共享的高速缓存行。然后 P2 中的缓存行将获得状态无效。如果 P2 将来必须更新相同的缓存行并且看到状态为无效，它应该从？ /p>
当内核请求不在其缓存中的地址时，它会尝试从其他 L1 缓存中检索缓存行。如果在另一个缓存中发现是MODIFIED，是先在主存更新还是L2再取回？
是否所有的状态转换都是一次发生的？我的意思是当一个像队列一样进行时，所有其他缓存写入/读取是否都停止了？否则，有很多错误状态转换的机会。这不会造成巨大的瓶颈吗？
【问题讨论】：
标签： java multithreading caching processor bus
无效状态意味着那里没有缓存行，数据是垃圾数据，您可以忽略它。在稳定状态下（当缓存是热的），这可能会发生在某行被某些刷新指令强制退出，或被无效的监听命中（例如，另一个内核想要修改它）。
与上一节一样 - 一旦该行在 P1 中失效，它就不再存在。最近的数据不在 P2 中并且包括修改 - 该行将收到一个 M 状态，表明它由 P2 拥有并且是脏的。如果 P2 将来应该更新线路，它可能会在M 中点击它（如果它仍然存在）（这意味着它不能在其他任何地方，无需检查 P1），或者它可能已经驱逐了线路，将修改转移到 L2 或内存。到那时，该行可以在任何地方，因此需要从 L2 或内存中获取，如果可能存在，则在 P1 中进行侦听（如果您知道 P1 没有收到该行，大多数 CPU 会实施侦听过滤器以减少此侦听）自）。
这是一个设计决策 - 您可以选择直接“转移”M 状态，尽管这并不常见并且有一些注意事项。大多数 CPU 中的常见解决方案是将行写回共享 L2（在那里给它 M 状态，因为它仍然没有在内存中更新并且不能丢失），或者（如果 L2 不包含在内并且行不是t 在那里，并且您没有实现写入分配）-将其一直写入内存。无论哪种方式，请求核心都可以在该过程中接收更新的行。
请求通常被缓冲，因为您必须在处理它们时将它们保存在某个地方。但是，在等待来自内存的响应时，它们不必在队列中排序（它们确实需要排队以提交和解决排序问题和转发案例，但这由排序/执行逻辑处理，而不是作为缓存的一部分）。实际上，缓冲区允许您并行保持多个请求，并以先到先服务的方式等待数据，假设您的执行硬件可以处理（例如，如果您有一个乱序引擎），所以它远不是一个限制因素——瓶颈可能来自内存延迟或缺乏足够的缓冲区。 同时更新两行没有固有的问题（尽管如果您正在处理存储并且需要维护内存顺序（如顺序一致性或 TSO），则交换顺序很糟糕），但通常您有物理限制，例如读取端口或数据的数量总线，这将允许您在一定程度上对缓存进行多次访问，并且只有在缓存被正确存储的情况下。一致性并不是真正的问题，因为它通常早在内存单元中解决（包括存储到加载转发、阻塞等）。
【讨论】：