一文读懂Cache一致性原理

1.为何需要cache一致性

访问memory数据的速度与core的运行速度相比，要花费更多的时钟周期。为了减少这个差异计算机系统引进了存储器层次结构，如图1所示。在层次结构中，越往上，读写速度越快，价格越贵，存储容量也越小。0ch28资讯网——每日最新资讯28at.com

图1 存储器结构层次0ch28资讯网——每日最新资讯28at.com

随着摩尔定律的发展，人们试图增加CPU的core数以提升系统整体性能，这类系统称之为多core系统。一个包含多core的系统中，每个core可能都有自己的私有cache，并且有可能会对相同的memory地址进行修改。如果多个core同时对同一memory地址进行读写操作，很可能导致cache内容不一致，从而导致数据不一致，最终造成系统出错和崩溃。因此，在设计多core系统时，必须考虑cache一致性(cache coherency)问题来确保数据的正确性和系统的稳定性。举个例子，假设2个core的系统，每个core私有的L1 cache的cacheline大小是64Bytes。两个core都读取0x80地址数据，导致0x80开始的64Bytes数据都分别加载到core0和core1的私有L1 cache中。0ch28资讯网——每日最新资讯28at.com

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