[發(fā)明專利]管理多處理器操作

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200580040622.6
• 申請日: 2005-11-11
• 公開（公告）號: CN101065736A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·L·布林尼克;許育誠;L·米拉博;R·D·蘭金;宋正中
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號: G06F12/08
• 分類號: G06F12/08
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所
• 代理人: 于靜;李崢

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及管理多處理器操作。

背景技術(shù)

在某些計算環(huán)境中，為了存儲設(shè)備中的數(shù)據(jù)，多個主機(jī)系統(tǒng)可以與諸如IBM企業(yè)存儲服務(wù)器(Enterprise?Storage?Server，ESS)這樣的控制單元通信，其中，通過ESS接收請求、提供對諸如通過一個或多個邏輯路徑互連的硬磁盤驅(qū)動器這樣的存儲設(shè)備的訪問來管理上述存儲設(shè)備(IBM和ESS是IBM的注冊商標(biāo))。互連的驅(qū)動器可以被配置為直接訪問存儲設(shè)備(Direct?Access?Storage?Device，DASD)、獨(dú)立磁盤冗余陣列(Redundant?Array?of?Independent?Disks，RAID)、簡單磁盤捆綁(Justa?Bunch?of?Disks，JBOD)等。控制單元可以是多處理器類型的系統(tǒng)。例如，控制單元可以包括重復(fù)和冗余處理復(fù)合體，也被稱為群集，以便在有一個出故障的情況下允許故障修復(fù)(failover)到依然完好的群集。

存在各種類型的多處理器系統(tǒng)。在一種類型中，處理器可以各自具有其自己的存儲器和高速緩存。處理器可以并行運(yùn)行并共享磁盤。在一種類型的多處理器系統(tǒng)中，每個處理器均可以運(yùn)行操作系統(tǒng)的副本，并且舉例來說，處理器可以通過局域網(wǎng)(LAN)而被松耦合。處理器之間的通信可以通過消息傳遞來實(shí)現(xiàn)。

在另一種類型的多處理器系統(tǒng)中，處理器可以較為緊密地耦合，例如通過交換機(jī)或橋接器連接。舉例來說，處理器之間的通信可以通過共享存儲器來實(shí)現(xiàn)。

在又一種類型的多處理器系統(tǒng)中，僅有操作系統(tǒng)的一個副本可以跨越所有的處理器運(yùn)行。這些類型的多處理器系統(tǒng)傾向于在具有高速總線或交換機(jī)的同一機(jī)箱內(nèi)部緊耦合。此外，處理器可以共享相同的全局存儲器、磁盤以及輸入/輸出(I/O)設(shè)備。

如果諸如共享磁盤這樣的共享資源失效，則多處理器系統(tǒng)的處理器可以簡單地停止使用失效的磁盤。在這樣的多處理器系統(tǒng)中，即在該多處理器系統(tǒng)中操作系統(tǒng)的一個副本跨越系統(tǒng)的處理器運(yùn)行，可以容易地對恢復(fù)操作進(jìn)行協(xié)調(diào)。例如，如果諸如橋接器的共享資源可以通過處理器之一進(jìn)行恢復(fù)操作(例如重置橋接器)而恢復(fù)，則可以由處理器的常見操作系統(tǒng)在各種處理器之間協(xié)調(diào)那些恢復(fù)操作。

多處理器系統(tǒng)中的每個處理器還可以具有可以在其中高速緩存共享存儲器的一行或多行的高速緩存。因而，兩個或多個高速緩存可以具有共享存儲器的相同行的副本。如果一個處理器改變了高速緩存于其它處理器的高速緩存中的共享存儲器的行中的數(shù)據(jù)，則各高速緩存可能具有該共享存儲器的行的不同的、錯誤的版本。因此，高速緩存的數(shù)據(jù)可能不再相對于其它高速緩存或共享存儲器“一致”。

可以采用各種高速緩存一致性協(xié)議來同步幾個高速緩存之中的數(shù)據(jù)。一種高速緩存一致性協(xié)議利用四種狀態(tài)(修改、專用、共享或無效(Modified，Exclusive，Shared，Invalid，MESI))中的一種來標(biāo)記各高速緩存行。標(biāo)記為處于修改狀態(tài)的高速緩存行指示該高速緩存行已被修改并且因此在共享存儲器的該行中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(underlying?data)不再有效。標(biāo)記為處于專用狀態(tài)的高速緩存行指示該高速緩存行僅僅存儲在該特定的高速緩存中并且未曾改變。標(biāo)記為處于共享狀態(tài)的高速緩存行指示該特定的高速緩存行可以存儲在其它處理器的其它高速緩存中。標(biāo)記為處于無效狀態(tài)的高速緩存行指示該高速緩存行無效。

通常采用監(jiān)聽邏輯(snooping?logic)，利用特定的一致性協(xié)議來提供高速緩存一致性。處理器中的監(jiān)聽邏輯可以在其它處理器所共享的公共總線線路上廣播消息，每次處理器修改其高速緩存中的數(shù)據(jù)都通知其它的處理器。監(jiān)聽邏輯還可以在從其它處理器尋找這樣的消息的總線上監(jiān)聽。

當(dāng)處理器檢測到另一處理器已經(jīng)改變了存在于其自己的高速緩存中的地址上的值的時候，監(jiān)聽邏輯依照包括MESI協(xié)議在內(nèi)的各種協(xié)議來使其高速緩存中的條目無效。對高速緩存行的無效狀態(tài)標(biāo)記可以通知處理器該高速緩存中的值無效。因此，處理器可以在共享存儲器或另一高速緩存中尋找正確的值。

發(fā)明內(nèi)容