实验六 多cache一致性——监听协议_多核Cache一致性

经过这么多篇文章的介绍，我们应该已经对Cache有一个比较清晰的认识。Cache会面临哪些问题，我们该怎么处理这些问题。现在我们讨论多核Cache一致性问题。在摩尔定律不太适用的今天，人们试图增加CPU核数以提升系统整体性能。这类系统称之为多核系统（简称MP，Multi-Processor）。我们知道每个CPU都有一个私有的L1 Cache（不细分iCache和dCache）。假设一个2核的系统，我们将会有2个L1 Cache。这就引入了一个问题，不同CPU之间的L1 Cache如何保证一致性呢？首先看下什么是多核Cache一致性问题。

问题背景

首先我们假设2个CPU的系统，并且L1 Cache的cache line大小是64 Bytes。两个CPU都读取0x40地址数据，导致0x40开始的64 Bytes内容分别加载到CPU0和CPU1的私有的cache line。

CPU0执行写操作，写入值0x01。CPU0私有的L1 Cache更新cache line的值。然后，CPU1读取0x40数据，CPU1发现命中cache，然后返回0x00值，并不是CPU0写入的0x01。这就造成了CPU0和CPU1私有L1 Cache数据不一致现象。