Lecture 6 - Lecture 5 Cache coherence Topics Memory...

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Lecture’5:’ Cache’coherence ’ Topics:’ Memory’consistency’models ’ Implementations’of’memory’consistency Last’week:’ we’outlined’ a’few’ problems’with’client/server’mod el’of’computing:’ performance,’fault’tolerance,’scalability,’software’engineering,’security.’ We±ll’deal’ with’the’ performance’this’week’and’most’of’next ’week ,’and’t hat±s’ the’focus’of’ assignment’2 .’ Next’Friday ’we±ll’shift’gears ’and’consider’failures,’and’th en’on’ through’the’rest’of’the’topics. For’now,’let±s’assume’no’one’fails,’as’that’makes’the’logic’easier’to’understand. ’ ’ If’you’have’an’expensive’operation,’like’an’RPC’to’fetch’a’file,’key’is’to’avoid’it’ where’possible’ –’that’is,’to’use’a’local’cache ’to’avoid’going’to’the’server. ’The’ fastest’RPC’is’one’you’don±t’make. Examples’of’distributed’systems’that’do’caching: ’(pretty’much’every’distributed’ system!)’ Web’ Email’ cvs’ Ipod’sync ’ Distributed’file’systems :’ Many’clients,’one’server DNS’(Internet’nami ng)’ Shared’virtual’memory ’ Multicore’architectures ’ Distributed’databases ’ ORCA’ (add’money,’buses’aren±t’updated’instantly )’ One’way’to’view’this:’caching’is’the’inverse’of’an’RPC.’With’RPC,’we’send’the’ computation’to’the’data;’with’caching,’we’bring’the’dat a’to’the’computation.’If’we’ always’send’the’computation’to’the’data,’then’the’result’is’simple,’if’a’bit’inefficient.’ (How’inefficient’ –’possibly’100K ’ x!)’Caching’provides’an’extra’dimension’of’ flexibility’to’the’design’ –’location’independence’for’where ’we’put’the’data’and’ where’we’put’the’computation’(indeed,’we’can’move’around’the’location’depending’ on’the’needs’of’the’application).’Of’course’there’are’issues’with’security,’fault tolerance,’etc,’that’we±ll’punt’for’now. All’ caching’systems’ face’the’s ame’set’of’design’is sues:’ what’items’to’cache’(data?,’results’of’computation?) what’to’evict ’(if’not’enough’space’to’store’everything) where’to’look’on ’a’miss?’ other’clients?’Server ?’What±s’relative’cost’of’LAN,’WAN,’ disk?’ ’ what’happens’when’there’is’an ’ update?’Multiple’copies’of’state’that’might’be’stale.
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Our’focus’today:’this’last’question;’see’451’for’the’first’two. ’ ’ Need’to’start’a’bit’abstractly.’ Consider’a’memory,’with’ability’to’load/store’ to’ memory.’ ’We’can’think’of
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