MESI 캐쉬 코히어런스 프로토콜을 사용하는 Futurebus+ 기반 멀티프로세서 시스템의 성능 평가

Performance Analysis of Futurebus+ based Multiprocessor Systems with MESI Cache Coherence Protocol

본 논문에서는 MESI 캐쉬 코히어런스 프로토콜를 사용하는 Futurebus를 시스템 버스로 갖는 멀티프로세서 시스템에 대하여 4 종류의 버스 트랜잭션에 따라 시스템의 성능을 평가하였다. 성능 평가를 위한 모델링과 시뮬레이션은 SLAM II 그래픽 심볼과 컴파일러를 이용하였다. 정확한 시뮬레이션을 위하여 해석적 방법으로 MESI 프로토콜의 각 상태에 대한 확률을 구하였고, 구한 확률 값은 시뮬레이션의 입력으로 사용하였다. 시뮬레이션에서는 프로세서의 수, 캐쉬 메모리의 히트율, 읽기 명령을 수행할 확률, 메모리 엑세스 시간, 메모리 모듈의 수, 프로세서가 내부 동작을 수행할 확률, 버스의 밴드 폭에 따른 프로세서의 이용률, 메모리의 이용률, 버스의 이용률, 버수 중재 대기 시간 등을 구하였다.

In this paper, we evaluate the performance of a Futurebus based multiprocessor system with MESI cache coherence protocol for four bus transaction types. Graphical symbols and compiler of SLAM II are used in modeling and simulation. A steady-state probability of each state for MESI protocol is computed by a Markov chain. The probability of each state is used as an input value for a correct simulation. Processor utilization, memory utilization, bus utilization, and the waiting time for bus arbitration are measured in terms of the number of processors, the hit ratio of cache memory, the probability of internal operation, and bus bandwidth.