27、基于PDQ的多计算机系统性能分析与优化

基于PDQ的多计算机系统性能分析与优化

1. 总线对系统吞吐量的影响

在多CPU系统中，当CPU数量达到一定程度后，增加第三条或第四条以上的总线对系统吞吐量的影响微乎其微。不过，我们可以借助多类工作负载开发更为精细的总线模型，以此区分总线读和总线写可能存在的不同服务时间。

2. 缓存协议

处理器缓存对于减少共享总线争用至关重要。为了考量缓存更新策略对系统性能的影响，我们将之前的对称多处理（SMP）性能模型进行了扩展，主要考虑以下两种缓存更新策略：
- 直写（Write - through） ：缓存写入操作会同时发送到主内存。
- 回写（Write - back） ：仅当缓存行被替换时，主内存才会更新。

为了简化分析，我们采用图9.10所示的较简单的PDQ模型。该模型描绘了一个带有p个CPU的单共享内存总线，这些CPU由0到p - 1个私有二级（L2）缓存支持，且假设缓存是统一的，即数据和指令内容无区别。

不同缓存更新策略对应的PDQ工作负载类如下：
- 直写策略 ：
- L2缓存命中的读写操作。
- L2缓存未命中导致的内存读总线操作。
- L2缓存未命中导致的直写总线操作。
- 回写策略 ：
- L2缓存命中的读写操作。
- L2缓存未命中导致的内存读总线操作。
- L2缓存未命中导致的内存写总线操作。
- 无效化总线操作。

缓存模型的源代码包含在 abc