是否可以从不同内核中的 L1 缓存线协议获取状态信息？答案

【问题标题】：Is possible to get the state information from L1 cache line protocol in a different core?是否可以从不同内核中的 L1 缓存线协议获取状态信息？
【发布时间】：2017-10-09 02:59:15
【问题描述】：

那里有几种缓存一致性协议，例如MSI、MESI、MOSI、MOESI等。

假设这种情况：CPU 包含 4 核和 L1 私有缓存（L1 缓存大小在这里无关紧要）。这里的内存地址是说明性的。

Core-0 请求对地址 0x1111 的内存访问，因此该值将从主内存加载到其 L1 缓存行。
Core-1 请求对地址 0x2222 的内存访问，因此该值将从主内存加载到其 L1 缓存行。
Core-2 请求对地址 0x1111 的内存访问（之前由 Core-0 访问）。该引用已经加载到Core-0的缓存行中，因此，缓存一致性协议将复制包含该引用的Core-0的缓存行，并最终将其存储到Core-2的缓存行中。

问题 1：core-2 是否知道内存访问是由 Core-0 的缓存线而不是主内存提供的？或者缓存一致性协议对数据的检索位置是透明的？

问题 2：Core-0 和 Core-2 的缓存行在 Shared 状态后第 3 步。但是，Core-2 是否可以从不同核心的给定内存引用中获取当前状态？在这种情况下，Core-2 是否知道对于此内存引用 0x1111 Core-0 缓存行处于 Shared 状态？

【问题讨论】：

标签： performance memory cpu-cache

【解决方案1】：

core-2 是否知道内存访问是由 Core-0 的缓存线而不是主内存提供的？

是的，在所描述的场景中，缓存行应该处于“共享”状态（即缓存行在几个内核之间共享）。但是请看下面...

缓存一致性协议对检索数据的位置是透明的？

是的，缓存一致性协议对内核是透明的，缓存行状态是内部的。一些架构可能有直接缓存状态访问的指令，但我对此表示怀疑。大多数架构只有预取/归零/刷新/无效指令...

那么接下来的问题的答案就很明显了：

在第 3 步之后，Core-0 和 Core-2 的缓存线处于共享状态。但是，Core-2 是否可以从不同内核的给定内存引用中获取当前状态？

在某些架构上可能是可能的，但在 x86 上是不可能的。

在这种情况下，Core-2 是否可能知道对于此内存引用 0x1111 Core-0 缓存行处于共享状态？

同上。缓存是连贯的，因此在大多数架构上，缓存的指令级接口非常简单。

总的来说，它看起来像XY Problem。您想通过缓存线状态感知内核实现什么目标？

【讨论】：