
【計】 multiprocessor address register
excessive; many; more; much; multi-
【計】 multi
【醫】 multi-; pleio-; pleo-; pluri-; poly-
【計】 processor address register
定義與功能
多處理機地址寄存器(Multiprocessor Address Register, MAR)是計算機體系結構中用于存儲目标内存地址的專用寄存器。在多處理器系統中,每個處理單元(CPU核心)通常配備獨立的MAR,用于協調共享内存訪問。其核心功能包括:
MAR的位寬決定系統可尋址的内存空間(如64位MAR支持$2^{64}$字節尋址)。現代多處理機系統通常采用與數據總線匹配的位寬(如64位或128位)。
在多核處理器中,MAR與緩存控制器協同維護緩存一緻性(Cache Coherence)。例如,當某核心修改共享數據時,MAR協助觸發緩存失效信號(Cache Invalidation)。
支持硬件虛拟化的MAR可存儲Guest物理地址(GPA)到主機物理地址(HPA)的轉換信息,提升虛拟機内存訪問效率。
在對稱多處理(SMP)系統中,各處理器的MAR通過共享總線或交叉開關(Crossbar)訪問統一内存,實現數據并行處理。
大規模多處理機(如NUMA架構)中,MAR配合本地内存控制器優化跨節點内存訪問延遲。
通過優先級編碼的MAR訪問機制,确保高優先級任務搶占内存資源(如航空電子系統)。
第5章詳解多處理機寄存器的并發控制設計。
定義MAR在緩存一緻性協議中的硬件規範。
分析NUMA架構下MAR的地址映射優化技術。
探讨實時系統中MAR的優先級調度實現。
多處理機地址寄存器是多處理器系統中用于協調多個處理單元(CPU)訪問共享内存地址的專用寄存器。它在傳統地址寄存器功能基礎上,增加了對并發訪問和一緻性管理的支持。以下是詳細解釋:
基礎功能
與單處理器地址寄存器類似,其核心作用仍是保存當前處理單元訪問的内存地址,并在内存讀寫操作期間維持地址信息的穩定性()。例如,在數據讀寫時,地址寄存器需保持地址值直到操作完成,以彌補CPU與内存間的速度差異。
多處理環境下的擴展特性
硬件設計差異
多處理機地址寄存器可能集成在以下位置:
典型應用場景
常見于需要高吞吐量的并行計算系統(如服務器、超級計算機),或在分布式緩存架構中确保各節點地址映射的一緻性。
多處理機地址寄存器是專為多CPU系統設計的地址管理單元,既繼承了單機地址寄存器的核心功能,又通過硬件級協調機制解決了多處理環境下的并發與一緻性問題。如需進一步了解多處理器架構,可參考來源中的寄存器分類與緩存協議相關内容。
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