基于SMP的CC-NUMA类大规模系统中Cache一致性协议研究与实现

发布时间：2021-11-03 04:17

　　随着对高性能计算需求的日益增强,对高性能计算机的架构与实现提出了越来越高的要求。提高系统的可编程性、可用性和系统综合效能,成为当前高性能计算机的设计目标。分布共享存储多处理机系统以其方便的编程环境和较好的可扩展性而成为高性能计算机体系结构发展的主流,CC-NUMA（Cache Coherent Non-UniformMemory Access）结构成为高性能计算领域实现高效能的重要体系结构。构造大规模CC-NUMA系统受诸多因素制约,其中Cache一致性协议是限制系统可扩展性的关键因素,同时也对系统性能产生重要影响。由于Cache一致性实现的复杂性,当前多数CC-NUMA系统规模较小,可扩展性有限。许多高性能计算平台利用CC-NUMA计算机构建集群,但这样严重影响了大系统的可编程性。因此为大规模CC-NUMA系统设计扩展性好、简洁高效的Cache一致性协议十分必要。本论文主要工作是针对基于SMP（Symmetric Multi-Processors）结点的大规模CC-NUMA新系统——SCCMP（Scalable Cache Coherence Multi-Processors）的要求... 

【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：160 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

一CC一NUMA系统存储层次

SMP结点结构实现的可扩展CC.NUMA新系统，系统设计最大规模为40%个结点，每个结点是采用总线监听协议的SMP结构，通过自行设计的可扩展高速互连网络连接，其结构如图1一8所示。图1一SSCCM尸系统结构模型系统包含多个基于总线共享的SMP结点，每个SMP结点作为SCCMP系统的一个基本处理模块，包含结点控制器、DDR存储器和多个处理器，多个SMP结点之间则通过多级胖树(Fat一Tree)网络互连。每个SMP结点的模块控制器 MC(MeduleController)集处理器接口、存储器接口、互连网络接口和FO子系统控制接口于一体，实现整个硬件系统的Cache一致性协议，支持全局共享存储和全局共享FO，并提供结点间高速通信传输。，.4.1.

国防科学技术大学研究生院学位论文统存在两个Cache一致性层次，结点(Cluste;)内采用总线监听协议，结点间则实现了基于目录的写失效Cache一致性协议，该协议实现采用全位向量目录结构，使用了三个目录状态表示。为了提高远程访问性能，DASH还设计实现了RAC(RemoteAccessCache)，RAC用来缓存所有远程访问的数据，并维护数据的一致性。


本文编号：3473029