缓存一致性 - MESI 协议答案

【问题标题】：Cache coherence- MESI protocol缓存一致性 - MESI 协议
【发布时间】：2018-05-20 20:38:58
【问题描述】：

在使用 MESI 协议（使用 l1 和 l2 包容性）的缓存中是否存在这样的情况，其中 l2 可以向 l1 中已经无效的行发送无效指令。

【问题讨论】：

标签： cpu-architecture cpu-cache second-level-cache mesi

【解决方案1】：

“无效请求”，你的意思是？

我猜是这样，如果 L2 不根据它对 L1 的了解过滤它的请求，它可能只会在每次驱逐一行时向 L1 发送一个 INVD。不知道这对于真正的设计是否合理。（从 L2 逐出可能是由硬件或软件预取到 L2 引起的，而不是响应 L1 回写。）

或者，如果 CPU 内核可以在 L2 发送无效的同时使 L1 中的一条线无效，则 INVD 可能在它已经使该线无效之后到达 L1。

【讨论】：

很好地抓住了场景一，错过了。只是想知道这是否是维护包容性财产的一部分。
@IsuruH：包容性是一种单向属性。较大的缓存包含内部缓存，但也包含内部缓存不包含的行。它必须是包含标签的，所以它总是知道内部缓存有什么，即使内部缓存有 M 状态，因此外部有 I。但是内部缓存应该能够随时删除一行。（通常，例如在 x86 上运行 clflush 或 NT 存储指令之后，我认为它也会将无效发送到外部缓存，但这需要时间并且为了保持包容性，L1D 必须删除 before 行它发送一个请求，要求 L2 这样做。）

【解决方案2】：

可能存在这样一种情况，即 L2 根本不知道 L1 是否有线路，因为允许 L1 静默丢弃它。

事实上，如果 L2 是包容性的，那么在从 L1 驱逐未修改的线路（容量驱逐）时几乎没有任何理由浪费带宽，因为 L2 已经有一个副本并且没有任何更改。因此，L2 中的许多线路很可能在它们被从 L1 驱逐之后很长时间仍然存在。当它最终到达时（后来，因为它更大）从 L2 驱逐将不得不发送回一个窥探以强制执行包容性，因为它无法确定线路是否仍在 L1 中。

【讨论】：