Многие специалисты справедливо считают, что
Многие специалисты справедливо считают, что привлекательность серверов на базе процессоров от компании AMD во многом предопределена очень удачной архитектурой чипсетов, выпускаемых для серверного рынка Взять хотя бы первую серверную платформу AMD – AMD-760MPX (или более раннюю версию AMD-760MP), обладающую двумя важными функциями, благодаря которым двухпроцессорные системы на их базе имеют высокую производительность. Во-первых, это системная шина с топологией «точка-точка», во-вторых – поддержка особого SMP-реализующего протокола – MOESI. Если представить работу стандартной SMP-системы на базе любых современных процессоров Intel, то для обеспечения нормального функционирования содержимое их кэшей, как и у многих других многопроцессорных архитектур, должно динамично дублироваться. На практике данная задача не так просто решается, как может показаться на первый взгляд, ведь в общем случае оба процессора все время должны вести мониторинг запросов друг друга на предмет обращений к памяти. Если один из процессоров изменяет таблицы данных кэша, то чипсет незамедлительно копирует новое содержимое кэша в оперативную память, и после этого направляет содержимое его кэша на второй процессор. В результате не только теряется несколько циклов работы, но и существенно загружается шина памяти. В своих серверных процессорах для уменьшения задержек на стеке «процессор – чипсет – оперативная память» компания Intel использует специальный механизм определения важности данных на базе MESI-протокола. Аббревиатура MESI образована от слов, обозначающих состояние строки данных, хранимых в кэше, — Modified, Exclusive, Shared или Invalid. Состояние Modified означает, что данные в строке кэша были модифицированы и другой процессор не имеет их в своем кэше. Состояние Exclusive говорит о том, что данные уже направлены в оперативную память, и вскоре наступит состояние Shared, когда содержимое кэшей процессоров идентично. Соответственно, состояние Invalid сигнализирует о наличии сбоя в механизме протокола или неправильных данных в кэше. Что касается подхода компании AMD к снижению задержек при уравнивании содержимого кэшей процессора, он выглядит куда более оправданным.
Так, каждый процессор SMP- системы на базе Athlon МР обладает своей отдельной шиной, связующей его с северным мостом. Ширина каждого такого канала составляет 2,1 Гбайт/с, и на первый взгляд может показаться нерациональной избыточностью, ведь пропускная способность шины памяти PC2100 DDR SDRAM не превышает 2,1 Гбайт/с. Однако это не так. Описанный подход к реализации топологии системной логики объясняется тем, что инженеры AMD предложили отказаться от ненужных пересылок данных из кэша одного процессора в другой, используя оперативную память путем исключения в механизме обмена данными последней. А увеличение ширины процессорного канала позволяет это легко реализовать. За основу нового принципа дублирования данных взят усовершенствованный протокол MOESI, который, как и многие другие технологии в архитектуре процессоров К7, были позаимствованы из архитектур Sun и Alpha. Отличие протокола MOESI от MESI заключается в ведении дополнительного состояния – Owned, которое инициируется в случае, если строка состояния кэша первого процессора имеет статус Modified и второй процессор обращается к ней. В итоге, данные пересылаются из кэша первого процессора напрямую в кэш второго через северный мост (минуя оперативную память), а строка данных процессора принимает состояние Owned, а в кэше второго процессора – Shared. Таким образом, существенно разгружается шина памяти. Об остальных особенностях чипсета AMD-760MPХ можно узнать, взглянув на возможности мостов, из которых он состоит:
