如果使用写直通策略的缓存，哪些MESI协议状态是相关的？

Question

我在阅读有关高速缓存一致性协议的讲座幻灯片时遇到了以下问题： 如果使用具有写通策略的缓存，哪些MESI状态是相关的？

答案也已经给出：I（无效）和S（共享未修改）。

我知道M（修改独占）状态不相关，因为带有写通策略的缓存会将更改传播到主内存中。

状态E（独占未修改）不相关，因为它仅在独占读错失替换时发出（并且随着进一步的读命中而保留）。

有人能解释一下所给的答案吗？

- mike

Answer 1

正如你所提到的，M状态显然是无用的，因为你从不在缓存中保留修改过的数据。

至于“独占”状态，请记住，在某种程度上，它比共享状态更强，因为在WB缓存中，它保证对该行的写入不需要先获取所有权并使其他副本失效，而是可以直接写入该行而无需离开本地缓存。换句话说，从E到M的转换很简单，而从S到M的转换更加复杂，需要首先使所有其他副本失效。

另一方面，在WT缓存中，你已经保证没有人持有该行的修改版本，并且更重要的是，你没有在本地缓存中进行简单的转换的好处（因为你必须将数据写出去），因此并不需要“独占”状态——你无法从中获得任何好处。事实上，你可能会因此而受到损失，因为拥有E状态会迫使你对任何读取相同行的其他核心发送嗅探（E->S转换）。

当然，在外部写入时，你仍需要使所有其他副本失效，但你不需要E和S之间的区别来告诉你是否存在它们，通常有一个嗅探过滤器或其他列表来告诉你哪些核心需要嗅探。

- Leeor

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谢谢您的回答。独占状态已被删除，但即使缓存直接写入更改，为了正确读取，即决定何时从缓存或主内存中读取，仍然必须区分无效和有效的缓存行 - 这使得 I 和 S 成为唯一相关的状态。 - mike

我并不完全认为在写回缓存中排他状态是无用的。能够立即提交写入可能会有一些优势。此外，对（独占）缓存命中的写入（不需要远程失效）可能比远程节点拥有数据的读取未命中更常见。此外，出于带宽或延迟原因，这样的读取未命中可能仍然希望从该缓存请求数据。内存一致性似乎进一步复杂了权衡（排他写入可以被积极地缓冲[b/w和延迟]）。 - user2467198