A Design and Implementation of Cache Coherence Protocol for Hierarchical Cluster Architecture

계층 클러스터 구조를 위한 캐쉬 일관성 프로토콜의 설계 및 구현

In this paper, a hierarchical cluster multiprocessor system based on a hierarchical bus system is proposed and its cache coherency protocol is designed and implemented. The hierarchical cluster architecture aims at elimination the system bottleneck of the existing single bus system by adding a hierarchy of buses as the number of clusters is increased. Therefore the system is easy to scale up to a large number of processors. The proposed cache protocol is designed to be adapted to the general N-level (N>2) hierarchical cluster architecture. The original pended protocol is extended to implement the cache protocol on the system bus and cache coherency operations for this protocol are explained.

본 논문에서는 계층 버스 구조를 기반으로 하는 계층 클러스터 다중프로세서 시스템(hierarchical cluster multiprocessor system)을 제안하고, 이 구조에 효율적인 캐쉬 일관성 프로토콜을 설계 및 구현한다. 계층 클러스터 구조는 클러스터 수의 증가에 따라 버스 계층을 추가함으로써 기존의 단일 버스 시스템에서의 병목 현상(bottleneck)을 없애주어 시스템 확장이 용이하게 된다. 제안된 캐쉬 프로토콜은 일반적인 N-레벨 (N>2) 계층 클러스터 구조에 적용할 수 있도록 설계되었다. 이를 시스템 버스에 구현하기 위하여 기존의 팬디드 프로토콜을 확장하였고 캐쉬 일관성 동작들을 확장된 팬디드 프로토콜상에서 설명한다.