
【计】 multiprocessor address register
excessive; many; more; much; multi-
【计】 multi
【医】 multi-; pleio-; pleo-; pluri-; poly-
【计】 processor address register
定义与功能
多处理机地址寄存器(Multiprocessor Address Register, MAR)是计算机体系结构中用于存储目标内存地址的专用寄存器。在多处理器系统中,每个处理单元(CPU核心)通常配备独立的MAR,用于协调共享内存访问。其核心功能包括:
MAR的位宽决定系统可寻址的内存空间(如64位MAR支持$2^{64}$字节寻址)。现代多处理机系统通常采用与数据总线匹配的位宽(如64位或128位)。
在多核处理器中,MAR与缓存控制器协同维护缓存一致性(Cache Coherence)。例如,当某核心修改共享数据时,MAR协助触发缓存失效信号(Cache Invalidation)。
支持硬件虚拟化的MAR可存储Guest物理地址(GPA)到主机物理地址(HPA)的转换信息,提升虚拟机内存访问效率。
在对称多处理(SMP)系统中,各处理器的MAR通过共享总线或交叉开关(Crossbar)访问统一内存,实现数据并行处理。
大规模多处理机(如NUMA架构)中,MAR配合本地内存控制器优化跨节点内存访问延迟。
通过优先级编码的MAR访问机制,确保高优先级任务抢占内存资源(如航空电子系统)。
第5章详解多处理机寄存器的并发控制设计。
定义MAR在缓存一致性协议中的硬件规范。
分析NUMA架构下MAR的地址映射优化技术。
探讨实时系统中MAR的优先级调度实现。
多处理机地址寄存器是多处理器系统中用于协调多个处理单元(CPU)访问共享内存地址的专用寄存器。它在传统地址寄存器功能基础上,增加了对并发访问和一致性管理的支持。以下是详细解释:
基础功能
与单处理器地址寄存器类似,其核心作用仍是保存当前处理单元访问的内存地址,并在内存读写操作期间维持地址信息的稳定性()。例如,在数据读写时,地址寄存器需保持地址值直到操作完成,以弥补CPU与内存间的速度差异。
多处理环境下的扩展特性
硬件设计差异
多处理机地址寄存器可能集成在以下位置:
典型应用场景
常见于需要高吞吐量的并行计算系统(如服务器、超级计算机),或在分布式缓存架构中确保各节点地址映射的一致性。
多处理机地址寄存器是专为多CPU系统设计的地址管理单元,既继承了单机地址寄存器的核心功能,又通过硬件级协调机制解决了多处理环境下的并发与一致性问题。如需进一步了解多处理器架构,可参考来源中的寄存器分类与缓存协议相关内容。
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