如果我有一个数据缓存行并且第一个字节正在被原子修改，我是否仍然可以同时从该缓存行读取不同字节的数据？或者我是否会尝试阅读有关正在发生的原子更新并等待它？
我试图了解上述场景的性能影响。
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高速缓存一致性保持在行粒度上，如今在大多数 CPU 中通常为 64B。进行修改的核心将首先请求整行的所有权，这意味着所有其他核心必须使它们的副本无效（如果它们有的话）。任何其他尝试读取的核心都必须请求该行，这将导致窥探被发送到修改核心。从那里你有两个选择：
修改核心完成读取-修改-写入序列，并且该行与最新修改的数据位于其缓存中 - 在这种情况下，窥探将启动 WB 序列，更新的行将可供所有人使用，并且第二个核心可以从中读取任何字节。
修改核心通过加载获得了线路，但它的存储仍然没有进行更改（这是可能的，因为存储通常在管道中执行得更晚，而加载通常是推测性的）。在这种情况下，核心必须保护线路不被窥探，通常通过对此类操作实施内部锁定。请注意，例如在 x86 上，大多数原子读取-修改-写入操作都需要锁定前缀。另请注意，正常的读+写（非原子）序列只会在该点丢失该行，并稍后再次获取它以供存储，从而失去连贯性。
编辑：按照 Paul 的评论，确实可以设计一个允许子行粒度跟踪的缓存系统。这基本上意味着将 MESI 协议的基本块与用于缓存的基本块大小解耦，您需要为每个子集添加状态位（但仍可以对所有子集使用单个标签），仅使本地子集无效，并最终执行以某种方式合并以重新获得全线。但是，开销会使其非常罕见，而且我不熟悉商业 CPU 这样做只是为了避免错误共享。无论哪种方式，由于这样的子块可能不是字节大小的，因此原始问题仍然适用于同一块中的字节。
于 2015-09-07T06:01:13.057 回答