Directory Cache Coherence Scheme using the Number-Balanced Binary Tree

수 평형 이진트리를 이용한 디렉토리 캐쉬 일관성 유지 기법

The directory-based cache coherence scheme is an attractive approach to solve the caceh coherence problem in a large-scale shared-memory multiprocessor.However, the exsting directory-based schemes have some problens such as the enormous storage overhead for a directory, the long invalidation latency, the heavy network condes-tion, and the low scalability.For resolving these problems, we propose a new directroy- based caceh coherence scheme which is suitable for building scalable, shred-memory multiprocessors.In this scheme, each directory en-try ofr a given memory block is a number-balanced binaty tree(NBBT) stucture.The NBBT has several proper-ties to effciently maintain the directory for the cache consistency such that the shape is unique, the maximum depth is [log$_2$n], and the tree has the minimum number of leaf nodes among the binarry tree with n nodes.Therefore, this scheme can reduce the storage overhead, the network traffic, and the inbalidation latency and can ensutr the high- scalability the large-scale shared-memory multiprocessors.

디렉토리 기반의 캐쉬 일관성 유지 기법은 대규모 공유메모리 다중처리기에서 캐쉬 일관성 문제를 해결하기 위한 방법이다. 이제까지 기존 기법들은 디렉토리기 위해서 많은 메모리 요구와 긴 무효화 시간, 네트웍 통신량의 집중, 그리고 낮은 확장성 등의 문제점들을 가지고 있다. 본 논문에서는 이런 문제점을 해결하면서 확장성을 가진 새로운 디렉토리 기반의 캐쉬 일관성 유지 기법을 제안하였다. 이 기법에서는 새롭게 제안한 수 평형 이진 트리를 사용하였다. 수 평형 이진 트리는 디렉토리에 있는 노드 수에 따라모양이 일정하고, 최대 깊이가[log$_2$n]이며, 같은 노드 개수를 가진 이진 트리 중에서 가장 작은 단말 노드 수는 가지는 특성이 있다 이러한 특성은 캐쉬 디렉 토리의 메모리량, 무효화 시간 및 네트웍 통신량을 최소로 해 주고, 다중처리기의 높은 확정성을 보장해 준다.