Модель памяти
Процессор PowerPC определяет слабо упорядоченную модель памяти, позволяющую оптимизировать использование пропускной способности памяти системы. Это достигается за счет того, что аппаратуре разрешается переупорядочивать операции загрузки и записи так, что требующие длительного времени операции загрузки могут выполняться ранее определенных операций записи. Такой подход дает возможность уменьшить действительную задержку операций загрузки. Архитектура PowerScale полностью поддерживает эту модель памяти как на уровне процессора за счет набора команд PowerPC, так и глобально путем реализации следующих ограничений:
- обращения к глобальным переменным синхронизации выполняются строго последовательно;
- никакое обращение к переменной синхронизации не выдается процессором до завершения выполнения всех обращений к глобальным данным;
- никакие обращения к глобальным данным не выдаются процессором до завершения выполнения предыдущих обращений к переменной синхронизации.
Для обеспечения подобной модели упорядоченных обращений к памяти на уровне каждого процессора системы используются определенная аппаратная поддержка и явные команды синхронизации. Кроме того, на системном уровне соблюдение необходимых протоколов для обеспечения упорядочивания обращений между процессорами или между процессорами и подсистемой ввода/вывода возложено на программное обеспечение.
С реализацией архитектуры глобальной памяти в мультипроцессорной системе обычно связан очень важный вопрос. Как объединить преимущества "логически" локальной для каждого процессора памяти, имеющей малую задержку доступа, с требованиями реализации разделяемой глобальной памяти? Группа Bull разработала патентованную архитектуру, в которой массив памяти полностью расслоен до уровня длины строки системного кэша (32 байта). Такая организация обеспечивает минимум конфликтов между процессорами при работе подсистемы памяти и гарантирует минимальную задержку. Требование реализации глобальной памяти обеспечивается тем, что массив памяти для программных средств всегда представляется непрерывным.
Предложенная конструкция решает также проблему, часто возникающую в других системах, где использование методов расслоения для организации последовательного доступа к различным областям памяти возможно, только если платы памяти устанавливаются сбалансировано. Этот, кажущийся тривиальным, вопрос может приводить к излишним закупкам дополнительных ресурсов и связан исключительно с возможностями конструкции системы. Архитектура PowerScale позволяет обойти эту проблему за счет автоматической оптимизации степени расслоения памяти в зависимости от того, какие платы памяти инсталлированы в системе. В каждой конкретной конфигурации PowerScale будет использовать низкую или высокую степень расслоения или их комбинацию. Все это полностью прозрачно для программного обеспечения и, что более важно, для пользователя.
