تنظيم الكاش في المعالجات التفرعية

تُشكِّل بنية الذاكرة المشتركة Shared memory تصنيفاً أساسياً في أنظمة الحاسب التفرعية والأنظمة متعددة المعالِجات، وتتألف هذه البنية من عدة وحدات معالجة تتشارك معاً الوصول إلى مساحة ذاكرية مشتركة عامة ويتم تحقيق الاتصال والتخاطب ما بين المهام العاملة على تلك المعالِجات عبر عمليات (القراءة من) و(الكتابة إلى) هذه المساحة الذاكرية المشتركة وكذلك يتم التنسيق وتحقيق التزامن بين جميع وحدات المعالجة باستخدام تلك الذاكرة المشتركة. يتألف النظام الحاسوبي ذو بنية الذاكرة المشتركة من مجموعة من المعالجات المستقلة، مجموعة من وحدات الذاكرة، وشبكة ربط بيني interconnection network. كما يوضح ذلك الشكل(1.1). يتم الأخذ بعين الاعتبار مشكلتين أساسيتين أثناء تصميم نظام ذاكرة مشتركة: المشكلة الأولى هي تناقص درجة الأداء performance degradation التي تحدث بصورة أساسية عند محاولة عدة معالِجات الوصول إلى الذاكرة المشتركة العامة معاً بآن واحد، ويمكن استخدام تصميم نموذجي يتألف من ذواكر مخبئية (كاش cache) مرافقة لكل معالج لحل مشكلة التنافس، إلا أن وجود عدة نسخ من المعطيات تنتشر عبر هذه الذواكر المخبئية يقود إلى مشكلة أساسية أخرى هي مشكلة الترابط المنطقي Cache coherency لهذه النُسخ من المعطيات، إذ يمكن القول أن نسخ المعطيات الموجودة في الذواكر المخبئية هي نسخ مترابطة منطقياً إذا امتلكت جميعها نفس القيمة، وفي حال قيام أحد المعالِجات بالكتابة فوق هذه القيمة أو تعديلها من أجل أي نسخة من نسخ المعطيات تلك فإن هذه النسخة ستصبح متناقضة وغير مترابطة منطقياً مع بقية النُسخ لأنها لم تعد تملك نفس القيمة التي تمتلكها تلك النُسخسنناقش فيما يلي عدد من الأنظمة التي تعتمد على بنية الذاكرة المشتركة والاستراتيجيات المستخدمة في كل منها لحل مشكلة الترابط المنطقي للذواكر المخبئية.