本文關(guān)鍵詞：基于緩存一致性協(xié)議的高可靠性擴(kuò)展研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在現(xiàn)代的多處理器芯片中,由惡意攻擊和系統(tǒng)錯(cuò)誤引發(fā)的軟錯(cuò)誤現(xiàn)象越來越常見,尤其對云存儲(chǔ)服務(wù)器中的大型、多層緩存系統(tǒng)而言更是如此。在此背景下,如何提升數(shù)據(jù)可靠性已經(jīng)成為多處理器系統(tǒng)中的熱點(diǎn)問題之一。特別地,在雙控制器存儲(chǔ)服務(wù)器中,如何保證緩存同步過程中的數(shù)據(jù)一致性是其中最重要的技術(shù)難點(diǎn)之一本研究為了提升系統(tǒng)可靠性,設(shè)計(jì)了M狀態(tài)和S狀態(tài)冗余的MSR緩存,既可以用于軟錯(cuò)誤發(fā)生之后的數(shù)據(jù)修復(fù),還可以減少訪問下一級存儲(chǔ)的頻率,從而減少讀寫延遲,改善系統(tǒng)性能。基于Multi2Sim模擬器的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,上述緩存設(shè)計(jì)可以極大地提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)可靠性。除此之外,該緩存設(shè)計(jì)還可以減少數(shù)據(jù)修復(fù)的平均延遲,并且只占用了L2緩存20.2%的能源消耗以及2%的芯片空間占用率。同時(shí),針對傳統(tǒng)的雙機(jī)容錯(cuò)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)一致性問題,通過改進(jìn)一致性協(xié)議,分別同步目錄項(xiàng)和數(shù)據(jù)信息,可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)不丟失。盡管本研究已經(jīng)證明了MSR緩存是可行的,但是它的效率依然需要進(jìn)一步提高。在下一步研究中,需要針對如何提升MSR緩存的效率進(jìn)行更深入的研究。
【關(guān)鍵詞】：緩存一致性協(xié)議 軟錯(cuò)誤 冗余錯(cuò)誤修復(fù)
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP332
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 研究背景11-15
• 1.1.1 軟錯(cuò)誤11-12
• 1.1.2 緩存結(jié)構(gòu)12-14
• 1.1.3 處理器中的緩存可靠性14-15
• 1.2 研究意義15
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 本論文的主要研究內(nèi)容17-19
• 1.4.1 問題描述17
• 1.4.2 研究方法17
• 1.4.3 論文結(jié)構(gòu)安排17-19
• 第2章 相關(guān)研究綜述19-27
• 2.1 存儲(chǔ)體系結(jié)構(gòu)19-20
• 2.2 緩存研究20-22
• 2.2.1 緩存存在的必要性20
• 2.2.2 緩存管理技術(shù)20-22
• 2.2.3 緩存預(yù)取技術(shù)22
• 2.3 錯(cuò)誤檢查和糾正(ECC)22-24
• 2.3.1 軟錯(cuò)誤22-23
• 2.3.2 ECC校驗(yàn)碼技術(shù)23
• 2.3.3 軟錯(cuò)誤注入技術(shù)23-24
• 2.4 冗余容錯(cuò)技術(shù)24-27
• 2.4.1 微處理器的可靠性問題24-25
• 2.4.2 冗余容錯(cuò)技術(shù)25-27
• 第3章 面向多核MOESI一致性協(xié)議的擴(kuò)展研究27-38
• 3.1 緩存結(jié)構(gòu)27
• 3.2 緩存一致性協(xié)議及其擴(kuò)展27-29
• 3.3 緩存內(nèi)容與一致性保持29-30
• 3.4 MSR緩存的MOESI協(xié)議擴(kuò)展30-31
• 3.5 錯(cuò)誤修正過程31-32
• 3.6 實(shí)驗(yàn)與分析32-38
• 3.6.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境32-33
• 3.6.2 能源消耗與占用空間33-34
• 3.6.3 M和S命中率34-35
• 3.6.4 有效占用率35
• 3.6.5 綜合性能分析35-38
• 第4章 面向雙控存儲(chǔ)服務(wù)器的一致性協(xié)議擴(kuò)展研究38-54
• 4.1 雙控制器服務(wù)器38
• 4.2 雙控系統(tǒng)方案38-40
• 4.2.1 雙控整機(jī)連接38-39
• 4.2.2 硬件實(shí)現(xiàn)方案39-40
• 4.3 緩存一致性協(xié)議及其擴(kuò)展40-50
• 4.3.1 總體設(shè)計(jì)思路40-41
• 4.3.2 狀態(tài)機(jī)41-43
• 4.3.3 讀寫流程43-50
• 4.4 實(shí)驗(yàn)與分析50-54
• 4.4.1 搭建驗(yàn)證平臺(tái)50-51
• 4.4.2 結(jié)果分析51-54
• 第5章 結(jié)論54-55
• 參考文獻(xiàn)55-63
• 致謝63-64
• 攻讀碩士學(xué)位期間完成論文情況64-65
• 攻讀學(xué)位期間參與科研項(xiàng)目情況65-66
• 學(xué)位論文評閱及答辯情況表66

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1 司成祥;孟曉p，

本文編號：444095