JP2002024198A - 分散共有メモリ型並列計算機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のノードを相互結合手段を用いて結合し
て構成する分散共有メモリ型並列計算機において、キャ
ッシュの一貫性管理のための共有バス上の通信量の増加
を抑制し、かつメモリアクセスの遅延を抑制することを
目的とする。 【解決手段】 各ノードは、複数のキャッシュ一貫性管
理手段と、メモリアクセスの種類によりキャッシュ一貫
性管理手段を選択する一貫性管理選択手段とを有し、各
ノードを、各キャッシュ一貫性管理手段に対応した相互
結合手段を用いて結合することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、共有メモリ型並列
計算機に関し、特に分散共有メモリ型並列計算機におけ
るキャッシュの一貫性管理に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、プロセッサの演算処理速度は、
メモリのアクセス速度と比較して相対的に早い。一方、
一般に演算処理で用いるデータは、メモリの一部分に集
中する傾向、すなわちアクセス局所性がある。

【０００３】従来から、アクセス局所性を利用してプロ
セッサとメモリの速度差を緩和する方式として、キャッ
シュ方式がある。

【０００４】キャッシュ方式では、プロセッサとメモリ
との間に比較的小容量ではあるが高速なキャッシュを設
け、キャッシュには、メモリ内のアクセス頻度の高いデ
ータのコピーを持たせる。キャッシュにコピーされたデ
ータに対するアクセスは、キャッシュをアクセスするた
め、高速のアクセスが実現できる。

【０００５】一般に、共有メモリ型並列計算機において
もキャッシュ方式を適用する。図７は、各ノードに共有
メモリを持たせた分散共有メモリ型並列計算機の構成例
を示す。この場合、各ノードに分散された共有メモリ
は、いずれのノードからもアクセス可能であり、全体と
して一意なアドレス空間をなす。図８は、分散共有メモ
リ型並列計算機のメモリアクセス動作概要を示し、図８
−（ａ）では、ノードＡとノードＢが同じデータを各々
のキャッシュにコピーして共有している。

【０００６】しかし、図８−（ｂ）に示すごとく、プロ
セッサＡがデータを更新した場合、ノードＢのキャッシ
ュ内にあるデータを、同時に無効化あるいは更新しなけ
ればキャッシュの内容が不一致となり、キャッシュの一
貫性が保たれない。この状態でプロセッサＢがデータを
読み出すと、プロセッサＢは更新前のデータを読み出し
てしまう。

【０００７】この問題を解決するためのキャッシュの一
貫性管理方式として、スヌープ方式とディレクトリ方式
がある。

【０００８】スヌープ方式では、各キャッシュ側でキャ
ッシュの状態を管理する。図９は、スヌープ方式の分散
共有メモリ型並列計算機の構成例を示し、図１０は、ス
ヌープ方式のメモリアクセス動作概要を示す。

【０００９】スヌープ方式では、あるキャッシュが他の
キャッシュに影響を及ぼす可能性のある操作、たとえば
新規にメモリからキャッシュにデータをコピーする場合
には、全キャッシュに対してデータをコピーすることを
通知する。

【００１０】図１０−（ａ）は、プロセッサＡのキャッ
シュのみがメモリブロック (アドレスadr)のデータのコ
ピーを保有している状態を示し、プロセッサＡのキャッ
シュの状態は排他的保有状態Ｅ (Exclusive)である。

【００１１】図１０−（ｂ）は、この状態でプロセッサ
Ｂが同じアドレスadr のデータを要求した場合の処理を
示す。プロセッサＢのキャッシュがアドレスadr のデー
タをコピーすることを全キャッシュ、この場合はプロセ
ッサＡのキャッシュに通知する。

【００１２】図１０−（ｃ）は、これに対するプロセッ
サＡのキャッシュの応答を示す。プロセッサＡのキャッ
シュは状態を共有状態Ｓ (Shared) に変化させ、プロセ
ッサＢのキャッシュに、当該データと当該データのコピ
ーを持っていること、すなわち共有状態Ｓであることを
通知する。プロセッサＢのキャッシュはこの情報を受け
取り、データを共有状態Ｓで格納する。

【００１３】図１０−（ｄ）は、この状態でプロセッサ
Ａがアドレスadr に対してデータを書き込む場合を示
す。この場合、プロセッサＡのキャッシュはアドレスad
r の無効化要求を全キャッシュ、この場合はプロセッサ
Ｂのキャッシュに送る。プロセッサＢのキャッシュは、
無効化要求を受け取ると、キャッシュのアドレスadr の
データを消去する。

【００１４】その後に、キャッシュＡは、アドレスadr
を更新状態Ｍ (Modified) に変更し、キャッシュを書き
換える（図１０−（ｅ））。

【００１５】小規模なシステムでは、共有バスを用いる
ことでこのようなスヌーピングが容易に行なえるため、
一般にスヌープ方式を用いて一貫性管理を行なってい
る。

【００１６】一方、ディレクトリ方式では、データの供
給元である共有メモリに、メモリのデータがコピーされ
ている状況をあらわすディレクトリを設け、メモリアク
セスがあった場合は、共有メモリ側でディレクトリを参
照することによりキャッシュの一貫性を管理する。

【００１７】図１１は、ディレクトリ方式の分散共有メ
モリ型並列計算機の構成例を示し、図１２は、ディレク
トリ方式のメモリアクセス動作概要を示す。

【００１８】図１１において、共有メモリには、メモリ
のブロック単位にディレクトリが付加されている。ディ
レクトリには、状態情報：初期状態Ｎ(Not exported)、
他にデータのコピーを出力した状態Ｘ(eXported)、他に
出力したデータのコピーが更新された状態Ｍ(Modifie
d)、プロセッサ情報：オーナーノードのプロセッサＩＤ
(排他的にデータを保持しているプロセッサＩＤ) 、あ
るいは共有ノードのプロセッサＩＤ (データを共有して
いるプロセッサＩＤ) が書き込まれる。

【００１９】図１２−（ａ）はプロセッサＡのキャッシ
ュがメモリのブロック (アドレスadr)のデータを読み出
す場合を示す。図１２−（ｂ）はプロセッサＡのキャッ
シュがアドレスadr のデータのコピーを保有した状態を
示し、アドレスadr に対応するディレクトリは状態Ｘ
で、ディレクトリのプロセッサ情報にプロセッサＡが登
録されている。また、プロセッサＡのキャッシュには、
アドレスadr のデータが、共有状態Ｓとして登録されて
いる。

【００２０】図１２−（ｃ）は、プロセッサＢが同じア
ドレスadr のデータを読み出す場合を示す。この場合、
共有メモリはアドレスadr のディレクトリを参照する。
アドレスadr のディレクトリは状態Ｘであるため、デー
タと状態ＸがプロセッサＢに送られ、ディレクトリのプ
ロセッサ情報にプロセッサＢが追加される。プロセッサ
Ｂは、キャッシュにアドレスadr のデータを共有状態Ｓ
として登録する。（図１２−（ｄ））。

【００２１】図１２−（ｅ）は、この状態でプロセッサ
Ａがキャッシュのアドレスadr に対してデータを書き込
む場合を示す。この場合、キャッシュは共有状態Ｓであ
るため、プロセッサＡは無効化要求を共有メモリに送
る。共有メモリは、無効化要求を受け取ると、ディレク
トリを参照する。この場合、ディレクトリは状態Ｘであ
るため、プロセッサ情報を調べ、そこに登録されている
他のすべてのプロセッサ、この場合はプロセッサＢに無
効化要求を送り、アドレスadr を更新状態Ｍに変更し、
プロセッサ情報にプロセッサＡを登録する。プロセッサ
Ｂは、キャッシュのアドレスadr のデータを消去する。
これらの処理が完了するとプロセッサＡはキャッシュを
書き換える（図１２−（ｆ））。

【００２２】しかし、スヌープ方式は、 １．共有メモリをアクセスするごとに、共有バスを用い
てすべてのノードに要求を通知するため、ノードが増え
るにしたがって共有バス上の通信量が急激に増加する。 ２．全プロセッサが共有メモリを監視する必要があり、
複数の処理を同時平行で行なうことができない。という
問題をもっている。

【００２３】一方、ディレクトリ方式は、 １．キャッシュが持つデータを管理するコピータグの他
に、共有メモリにディレクトリを持つ必要がある。 ２．全メモリブロック分のディレクトリが必要となる。 ３．アドレスadr が更新状態Ｍの場合、このデータにア
クセスするためには、アドレスadr のオーナーノードに
アクセスする必要がある。しかし、オーナーノードにア
クセスするためには、アドレスadr の共有メモリを持つ
ノード、すなわちホームノードのディレクトリを参照
し、オーナーノードを確認しなければならないため、ア
クセスの遅延が大きくなる。という問題を持っている。

【００２４】特開平7-105086『バススヌープ制御装置』
では、スヌープ方式とディレクトリ方式を組み合わせた
一貫性管理を行なっている。この例では、スヌープ方式
を使うシステムにディレクトリを導入し、ディレクトリ
を参照することによってキャッシュ状態の監視（スヌー
プ）を省略する。

【００２５】しかし、 １．メモリアクセスのたびにディレクトリを参照する必
要があり、このために共有バスを用い、共有バス上の通
信量は変わらない。 ２．共有バスを用いるため、独立したメモリアクセスが
同時平行して行なえず、スループットの低下、遅延の増
加をまねく。

【００２６】また、特開平9-198309『情報処理システム
及び制御方法及び情報処理装置』では、プロセッサの接
続方式を階層構造とし、第１階層ではスヌープ方式を採
用し、次の階層ではディレクトリ方式を採用している。

【００２７】しかし、この方式はノード間にまたがった
メモリアクセスはディレクトリ方式であるため、他のノ
ードにある共有メモリのアクセスに関してはディレクト
リ方式の問題点を解決できない。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、キャ
ッシュの一貫性管理のための共有バス上の通信量の増加
を抑制し、かつメモリアクセスの遅延も抑制することに
ある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】分散共有メモリ型並列計
算機においては、共有メモリの特定のアドレスのデータ
が共有状態になる確率が高い。読み出されるデータが共
有状態の場合、ホームノードからの読み出しが可能であ
る。一方、あるアドレスにデータを書き込む場合、当該
アドレスのデータのコピーを持っている全ノードにデー
タを送る、あるいは無効化要求を送る必要がある。

【００３０】すなわち、読み出し要求に対してはディレ
クトリ方式のキャッシュ一貫性管理が有効であり、書き
込み要求に対してはスヌープ方式のキャッシュ一貫性管
理が有効である。

【００３１】本発明は、上記の分散共有メモリ型並列計
算機の性質、および、共有メモリとキャッシュの関係を
利用し、キャッシュの一貫性管理のための共有バス上の
通信量の増加を抑制し、かつメモリアクセスの遅延を抑
制する。

【００３２】本発明は、プロセッサと、キャッシュと、
共有メモリとを有するノードを、相互結合手段により複
数個結合して構成された分散共有メモリ型並列計算機で
あって、各ノードは、キャッシュの管理方式が異なる複
数のキャッシュ一貫性管理手段と、プロセッサからのメ
モリアクセス要求の種類によりキャッシュ一貫性管理手
段を選択する一貫性管理選択手段とを有し、相互結合手
段は、各キャッシュ一貫性管理手段の種類に対応して設
けられていることを特徴とする。

【００３３】図３は、本発明によるノードの基本構成を
示し、図４は、該ノードを用いて構成した、本発明の分
散共有メモリ型並列計算機の構成概要を示す。図３にお
いて、ノード１は、プロセッサ２と、キャッシュ３と、
共有メモリ４と、一貫性管理選択手段５と、キャッシュ
の管理方式が異なる複数のキャッシュ一貫性管理手段６
と、各キャッシュ一貫性管理手段の種類に対応して設け
られた相互結合手段７とを有する。図４に示す分散共有
メモリ型並列計算機は、複数個のノード１を、同種のキ
ャッシュ一貫性管理手段６に対応して設けられた相互結
合手段７同士で結合して構成する。

【００３４】一貫性管理選択手段５は、プロセッサ２か
らのメモリアクセス要求の種類によりキャッシュ一貫性
管理手段６を選択し、対応する相互結合手段７を用いて
キャッシュ一貫性管理を行う。

【００３５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の分散共有メモリ型並列計算機であって、スヌープ方式
のキャッシュ一貫性管理手段とディレクトリ方式のキャ
ッシュ一貫性管理手段とを有し、スヌープ方式に対応す
る相互結合手段として共有バスを、ディレクトリ方式に
対応する相互結合手段として１対１ネットワークを用い
ることを特徴とする。

【００３６】請求項３に記載の発明は、請求項１または
請求項２に記載の分散共有メモリ型並列計算機であっ
て、メモリのアドレスを登録するアドレス登録テーブル
を有し、一貫性管理選択手段は、共有バスを用いたメモ
リ更新があった場合、メモリの当該アドレスをアドレス
登録テーブルに登録し、プロセッサからのメモリアクセ
ス要求があった場合は、アドレス登録テーブルを参照
し、メモリアクセスのアドレスが、テーブルに登録され
ている場合はスヌープ方式のキャッシュ一貫性管理手段
を、テーブルに登録されていない場合はディレクトリ方
式のキャッシュ一貫性管理手段を用いることを特徴とす
る。

【００３７】本発明によれば、メモリアクセス要求の種
類によりキャッシュ一貫性管理手段を選択し、各キャッ
シュ一貫性管理手段に対応する相互結合手段を用いるこ
とで、メモリアクセス要求の種類に適したキャッシュ一
貫性管理が可能となる。

【００３８】具体的なキャッシュ一貫性管理手段の選択
方法の例を以下に示す。 例１．メモリアクセス要求の種類（読み出し要求、書き
込み要求等）に応じてキャッシュ一貫性管理手段を選択
する。例えば、読み出し要求はディレクトリ方式、書き
込み要求はスヌープ方式のキャッシュ一貫性管理手段を
選択する。 例２．メモリアドレスを複数のブロックにわけ、各々の
ブロック毎にキャッシュ一貫性管理手段を定める。すな
わち、アクセスするメモリブロックにしたがって、キャ
ッシュ一貫性管理手段を選択する。例えば、固定的なデ
ータを記憶するブロックと、頻繁に更新される可能性の
高いデータを記憶するブロックを分け、固定的なデータ
を記憶するブロックはディレクトリ方式、頻繁に更新さ
れるデータを記憶するブロックは、スヌープ方式のキャ
ッシュ一貫性管理手段を選択する。 例３．プロセッサのメモリアクセス要求に、キャッシュ
一貫性管理手段の指定を付加する。

【００３９】これにより、メモリアクセス要求の種類
（読み出し要求と書き込み要求、あるいはアクセスする
メモリアドレス）によって使用する相互結合網を選択
し、相互結合網の負荷を分散することでスループットの
低下を抑制する。

【００４０】

【発明の実施の形態】図１は、キャッシュ一貫性管理手
段６として、スヌープ方式キャッシュ一貫性管理手段６
１とディレクトリ方式キャッシュ一貫性管理手段６２と
を備えたノード１の実施例１を示す。共有メモリ４は、
ディレクトリ方式６２で用いるディレクトリ４１を有
し、一貫性管理選択手段５は、スヌープ方式６１で用い
るコピータグ５１を有する。また、スヌープ方式のキャ
ッシュ一貫性管理手段６１に対応する相互結合手段とし
て共有バス７１を、ディレクトリ方式のキャッシュ一貫
性管理手段６２に対応する相互結合手段として１対１ネ
ットワーク７２を有する。

【００４１】図２は、図１に示す複数のノード１をマト
リックス状に配置し、各ノードの相互結合手段７のう
ち、共有バス７１を共有バス８１に接続し、１対１ネッ
トワーク７２を、隣接するノード１の１対１ネットワー
ク７２と接続して構成した分散共有メモリ型並列計算機
の構成例を示す。

【００４２】実施例１において、一貫性管理選択手段５
は、キャッシュ一貫性管理手段を、例えば以下の基準に
したがって選択する。 １．メモリアクセス要求が読み出し要求であった場合
は、ディレクトリ方式のキャッシュ一貫性管理手段６２
を選択する。 ２．メモリアクセス要求が書き込みの場合はスヌープ方
式のキャッシュ一貫性管理手段６１を選択する。

【００４３】コピータグ５１は、キャッシュ３の状態を
登録するタグであり、キャッシュ３内部のキャッシュタ
グ３２のコピーとなっている。ただし、キャッシュタグ
３２はＭ、Ｓ、Ｉの３状態を登録するが、コピータグ５
１は、ＭとＩ状態のみを登録するとしてもよい。

【００４４】また、従来のディレクトリ方式のディレク
トリは、状態情報とプロセッサ情報とを登録するが、本
実施例のディレクトリ４１は、状態情報のみを登録する
としてもよい。

【００４５】なお、本実施例では簡単のため、１つのノ
ードは１つのプロセッサと１つのキャッシュで構成する
例を示したが、１つのノードを複数のプロセッサと複数
のキャッシュで構成してもよい。

【００４６】以下に、プロセッサのメモリアクセス要求
の種類（読み出し要求、書き込み要求）によって一貫性
管理手段を選択する場合の動作例を示す。

【００４７】読み出し要求の場合： １．キャッシュコントローラ３１は、プロセッサ２から
の読み出し要求にしたがってキャッシュタグ３２を参照
する。 ２．キャッシュタグ３２に読み出し要求アドレスadr と
同じアドレスがある場合、キャッシュ３からデータを読
み出しプロセッサ２に返す。 ３．キャッシュタグ３２に読み出し要求アドレスadr と
同じアドレスがない場合、読み出し要求を一貫性管理選
択手段５に送る。 ４．一貫性管理選択手段５は、読み出し要求アドレスか
らホームノードを確認する。 ５．ホームノードが自ノードの場合、自ノードの共有メ
モリ４からデータを読み出し、プロセッサ２に返す。 ６．ホームノードが他のノードである場合、一貫性管理
選択手段５は、ディレクトリ方式のキャッシュ一貫性管
理手段６２を選択し、１対１ネットワーク７２を用いて
ホームノードに読み出し要求を発行する。 ７．ホームノードでは、読み出し要求を受け取ると、ア
ドレスadr のディレクトリ４１を参照する。ディレクト
リのアドレスadr が、状態Ｘあるいは状態Ｎであれば、
共有メモリからアドレスadr のデータを読み出し、読み
出したデータを読み出し要求元のノードに返し、ディレ
クトリを状態Ｘにする。読み出し要求元のノードのキャ
ッシュ３はデータを保存し、キャッシュタグ３２に共有
状態Ｓとして登録する。 ８．ディレクトリが状態Ｍであった場合は、ホームノー
ドの一貫性管理選択手段５は、スヌープ方式のキャッシ
ュ一貫性管理手段６１を選択し、共有バス７１に読み出
し要求を発行する。 ９．読み出し要求を共有バス７１から受け取った各ノー
ドの一貫性管理選択手段５は、コピータグ５１を参照す
る。 １０．読み出し要求アドレスがコピータグ５１に更新状
態Ｍで記録されていれば、一貫性管理選択手段５はキャ
ッシュ３にデータを要求する。 １１．キャッシュ３はデータを一貫性管理選択手段５に
送り、キャッシュタグ３２を共有状態Ｓにし、コピータ
グ５１から当該ブロックを消去する。 １２．一貫性管理選択手段５は、共有バス７１にデータ
を送る。 １３．ホームノードはデータを受け取り、共有メモリ４
の内容を更新し、ディレクトリ４１を状態Ｘにする。 １４．読み出し要求元のノードはデータを受け取り、キ
ャッシュ３に送る。読み出し要求元のキャッシュコント
ローラ３１は、データをキャッシュ３に保存し、データ
をプロセッサ２に送り、キャッシュタグ３２を共有状態
Ｓにする。

【００４８】書き込み要求の場合： １．キャッシュコントローラ３１は、プロセッサ２から
の書き込み要求にしたがってキャッシュタグ３２を参照
する。 ２．キャッシュタグ３２に、書き込み要求アドレスadr
と同じブロックが更新状態Ｍである場合、キャッシュ３
の内容を更新し、書き込み動作を終了する。 ３．キャッシュタグ３２に、書き込み要求アドレスadr
と同じブロックがない場合は排他的読み出し要求、ブロ
ックが存在するが共有状態Ｓであった場合は無効化要求
を一貫性管理選択手段５に送る。 ４．一貫性管理選択手段５は、スヌープ方式のキャッシ
ュ一貫性管理手段６１を選択し、共有バス７１に排他的
読み出し要求あるいは無効化要求を発行する。 ５．排他的読み出し要求あるいは無効化要求を共有バス
７１から受け取った各ノードの一貫性管理選択手段５
は、キャッシュ３に無効化要求を送る。各ノードのキャ
ッシュ３は、キャッシュタグ３２を参照し、共有状態Ｓ
が存在すればそれを無効状態Ｉにし、キャッシュ３から
データを消去する。 ６．キャッシュタグ３２に更新状態Ｍが存在すれば、キ
ャッシュ３のデータを一貫性管理選択手段５に送り、キ
ャッシュタグ３２とコピータグ５１から当該アドレスを
消去する。 ７．キャッシュ３からデータを受け取った一貫性管理選
択手段５は、データを共有バス７１に送る。 ８．ホームノードは排他的読み出し要求あるいは無効化
要求を受け取ると、ディレクトリ４１を状態Ｍにする。
排他的読み出し要求を受け、かつディレクトリ４１が状
態Ｎ、または状態Ｘであった場合は、メモリの内容を共
有バス７１に送る。 ９．書き込み要求元の一貫性管理選択手段５は、排他的
読み出し要求を発行した場合は共有バス７１からのデー
タを受け取った時点で、無効化要求を発行した場合は無
効化要求を発行した時点でキャッシュ３に書き込み処理
完了を通知し、コピータグ５１の当該アドレスを更新状
態Ｍとして登録する。キャッシュコントローラ３１は、
キャッシュ３の内容を更新し、キャッシュタグ３２を更
新状態Ｍとし、プロセッサ２に書き込み完了を通知す
る。

【００４９】図５は、実施例１において、一貫性管理選
択手段５にアドレス登録テーブル５２を設ける、実施例
２を示す。

【００５０】一貫性管理選択手段５は、共有バス７１上
のメモリアクセス要求を監視し、書き込みのメモリアク
セス要求は、当該アドレスをアドレス登録テーブル５２
に登録する。

【００５１】一貫性管理選択手段５は、プロセッサ２か
らのメモリアクセス要求にしたがって、アドレス登録テ
ーブル５２を参照し、アドレス登録テーブル５２に、当
該アドレスが登録されている場合はスヌープ方式のキャ
ッシュ一貫性管理手段６１を選択し、当該アドレスが登
録されていない場合はディレクトリ方式のキャッシュ一
貫性管理手段６２を選択する。

【００５２】実施例２において、プロセッサ２からのメ
モリアクセス要求が読み出し要求である場合の動作を以
下に示す。ここでは、ノード内キャッシュにデータが存
在せず、かつホームノードと要求ノードが異なる場合に
ついて説明する。 １．一貫性管理選択手段５は、アドレス登録テーブル５
２を参照する。 ２．読み出し要求アドレスがアドレス登録テーブル５２
に登録されていない場合、ディレクトリ方式のキャッシ
ュ一貫性管理手段６２を選択し、１対１ネットワーク７
２を用い、ホームノードに読み出し要求を発行する。 ３．読み出し要求アドレスがアドレス登録テーブル５２
に登録されている場合、スヌープ方式のキャッシュ一貫
性管理手段６１を選択し、共有バス７１を用い読み出し
要求を発行する。 ４．共有バス７１から読み出し要求を受け取ると、ホー
ムノードではディレクトリ４１を参照し、ホームノード
以外のノードはコピータグ５１を参照する。 ５．ホームノードのディレクトリが状態Ｎ、または状態
Ｘであれば、ホームノードはメモリのデータを共有バス
７１に送り、ディレクトリを状態Ｘにする。 ６．ホームノード以外のノードは、コピータグ５１が更
新状態Ｍであれば、キャッシュからデータを読み出し、
キャッシュタグを共有状態Ｓにする。同時に、コピータ
グから当該アドレスの情報を消去する。読み出したデー
タを受け取った一貫性管理選択手段５は、データを共有
バス７１に送る。 ７．他のノードの一貫性管理選択手段５は、共有バス７
１を監視し、ホームノード以外からのデータ転送であれ
ば、自ノードのアドレス登録テーブル５２にアドレスを
登録する。 ８．読み出し要求元のノードはデータを受け取り、キャ
ッシュ３に送る。読み出し要求元のキャッシュコントロ
ーラ３１は、データをキャッシュ３に保存し、データを
プロセッサ２に送り、キャッシュタグ３２を共有状態Ｓ
にする。

【００５３】書き込み要求に対しては実施例１と同様の
動作を行なう。ただし、他のキャッシュに更新状態Ｍの
データが存在し、それが要求元に転送された場合、各ノ
ードの一貫性管理選択手段はそのアドレスをアドレス登
録テーブルに登録する。

【００５４】一般に、一度更新されたデータは、再度更
新される確率が高い。したがって、過去に更新されたデ
ータをホームノードから読み出そうとしても、他のノー
ドに転送される確率が高い。過去に更新されたアドレス
を登録し、当該アドレスに対するメモリアクセスは、ス
ヌープ方式のキャッシュ一貫性管理手段６１を選択し、
共有バス７１を用いることで、余計な転送をなくすこと
が可能となる。

【００５５】図６は、実施例１、あるいは実施例２にお
いて、一貫性管理選択手段５に共有バスの負荷検出機構
５３を設けた実施例３を示す。負荷検出機構５３は共有
バス７１の負荷を検出し、書き込み要求があった場合の
共有バス７１の負荷が、あらかじめ定めた基準値以下の
場合はスヌープ方式のキャッシュ一貫性管理手段６１を
選択し、あらかじめ定めた基準値を超えた場合はディレ
クトリを方式のキャッシュ一貫性管理手段６２を選択す
る。

【００５６】なお、負荷があらかじめ定めた基準値以下
の場合は、読み出し要求もスヌープ方式のキャッシュ一
貫性管理手段６１を選択してもよい。

【００５７】これにより、共有バスの負荷が基準値以下
の場合、すなわち、キャッシュの一貫性管理のための共
有バス上の通信量が少ない場合は共有バスを用い、共有
バスの負荷が基準値を超えた場合は１対１ネットワーク
を用いることで負荷分散し、メモリアクセスの遅延を抑
制する。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したごとく、本発明によれば、
メモリアクセス要求の種類、および相互結合網の負荷の
状況に応じて、複数のキャッシュ一貫性管理手段のなか
から適切なキャッシュ一貫性管理手段を選択することが
可能となり、高速動作が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるノードの実施例１

【図２】 共有バスと１対１ネットワークとを用いた構
成例

【図３】 本発明によるノードの基本構成

【図４】 本発明の分散共有メモリ型並列計算機の構成
概要

【図５】 アドレス登録テーブルを設けた実施例２

【図６】 バス負荷検出機構を設けた実施例３

【図７】 分散共有メモリ型並列計算機の例

【図８】 分散共有メモリ型並列計算機のメモリアクセ
ス動作概要

【図９】 スヌープ方式の分散共有メモリ型並列計算機
の構成例

【図１０】 スヌープ方式のメモリアクセス動作概要

【図１１】 ディレクトリ方式の分散共有メモリ型並列
計算機の構成例

【図１２】 ディレクトリ方式のメモリアクセス動作概
要

【符号の説明】

１ ノード ２ プロセッサ ３ キャッシュ ４ 共有メモリ ５ 一貫性管理選択手段 ６ キャッシュ一貫性管理手段 ７ 相互結合手段 ８ 相互結合網 ３１ キャッシュコントローラ ３２ キャッシュタグ ４１ ディレクトリ ５１ コピータグ ５２ アドレス登録テーブル ５３ バス負荷検出機構 ６１ スヌープ方式のキャッシュ一貫性管理手段 ６２ ディレクトリ方式のキャッシュ一貫性管理手段 ７１ 共有バス ７２ １対１ネットワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｆ 15/167 Ｇ０６Ｆ 15/167 Ｂ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プロセッサと、キャッシュと、共有メモ
   リとを有するノードを、相互結合手段により複数個結合
   して構成された分散共有メモリ型並列計算機であって、
   各ノードは、キャッシュの管理方式が異なる複数のキャ
   ッシュ一貫性管理手段と、プロセッサからのメモリアク
   セス要求の種類によりキャッシュ一貫性管理手段を選択
   する一貫性管理選択手段とを有し、相互結合手段は、各
   キャッシュ一貫性管理手段の種類に対応して設けられて
   いることを特徴とする分散共有メモリ型並列計算機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の分散共有メモリ型並列
   計算機であって、スヌープ方式のキャッシュ一貫性管理
   手段とディレクトリ方式のキャッシュ一貫性管理手段と
   を有し、スヌープ方式に対応する相互結合手段として共
   有バスを、ディレクトリ方式に対応する相互結合手段と
   して１対１ネットワークを用いることを特徴とする分散
   共有メモリ型並列計算機。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の分散共
   有メモリ型並列計算機であって、メモリのアドレスを登
   録するアドレス登録テーブルを有し、一貫性管理選択手
   段は、共有バスを利用したメモリ更新があった場合、メ
   モリの当該アドレスをアドレス登録テーブルに登録し、 プロセッサからのメモリアクセス要求があった場合は、
   アドレス登録テーブルを参照し、 メモリアクセスのアドレスが、 テーブルに登録されている場合はスヌープ方式のキャッ
   シュ一貫性管理手段を、 テーブルに登録されていない場合はディレクトリ方式の
   キャッシュ一貫性管理手段を用いることを特徴とする分
   散共有メモリ型並列計算機。