VivioJS-用于WWW的交互式可逆电子学习动画& raft 在线演示

https://www.scss.tcd.ie/Jeremy.Jones/VivioJS/caches/MESIHelp.htm

  VivioJS-用于WWW的交互式可逆电子学习动画

  MESI缓存一致性协议

 

此VivioJS动画旨在帮助您了解MESI缓存一致性协议。

描绘了一种多处理器系统，包括3个具有本地缓存​​和主存储器的CPU。为简单起见，主存储器包括4个位置a0，a1，a2和a3。缓存是直接映射的，包含两个集合。偶数地址（a0和a2）映射为0，而奇数地址（a1和a3）映射为1。

注意：为了简化此动画，高速缓存行的大小和CPU读/写操作的大小是相同的。但是，在发生写未命中时，CPU会读取内存，即使它会完全覆盖高速缓存行。这模拟了实际缓存的行为，其中缓存行的大小通常大于CPU读/写操作的大小。

 

单击图表以激活动画，或单击此处获取全屏版本。

每个CPU包含用于在指定的存储位置上启动读取或写入事务的按钮。“ CPU写”将增量值（最初为1）写入“内存”。

想法是按下按钮，看看您是否可以遵循发生的动作和状态转换。可以通过按右上角的“无错误”按钮将错误引入动画。看看是否可以确定错误是什么！

地址和数据总线上的通信方向分别由蓝色和红色箭头指示。事务中涉及的高速缓存行和内存位置显示为绿色。过时的内存位置被涂成灰色。

高速缓存行可以处于4种状态之一。无效：缓存行中不存在缓存行。独占性：仅存在于此缓存中的缓存行，与复制到内存中相同。修改：此缓存中仅存在缓存行，并且内存复制已过期（陈旧）。 共享：此高速缓存中的高速缓存行以及可能的其他高速缓存，所有副本与内存副本相同。对SHARED缓存行的写操作是直写的，而对EXCLUSIVE缓存行的写操作是回写的。如果高速缓存在总线事务中发现了其中包含的地址，它将声明共享总线。MESI是无效的缓存一致性协议。

这是缓存行的状态转换图：

尝试的采样顺序[来自RESET]

1个	CPU0：读取a0	CPU0从内存中读取a0 [未共享] -状态E
2	CPU0：读取a0	CPU0从缓存读取a0-状态E
3	CPU0：写入a0	CPU0仅更新高速缓存中的a0-状态M
4	CPU0：写入a0	CPU0仅更新高速缓存中的a0-状态M
5	CPU1：读取a0	CPU1读取a0，CPU0高速缓存介入并将数据提供给高速缓存和内存-状态S
6	CPU1：写入a0	CPU1更新缓存和内存中的a0并使地址为a0的所有其他缓存无效-状态E
7	CPU1：写入a0	CPU1仅更新高速缓存中的a0-状态M
8	CPU0：写入a0	CPU0读取a0，CPU1高速缓存进行干预并将数据提供给高速缓存和内存（S），然后CPU0向高速缓存和内存中的a0写入，从而使所有其他地址为a0的高速缓存无效-状态
9	CPU0：写入a2	CPU0从内存（E）读取a2，然后写入a2-状态M
10	CPU0：写入a0	CPU0将a2刷新到内存，从内存（E）读取a2，然后写入a0-状态M

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