几句话说清楚37:Skylake Non-inclusive缓存和Snoop Filter的关系

Skylake的缓存设计使用了Non-inclusive的架构设计，同时调大了L2缓存的大小。简单来说，区别就是以前从内存读入的数据会同时进入L3和L2缓存，而现在会只进入L2缓存，当该数据从L2缓存中清除的时候，才会进入L3缓存。

在以前的缓存架构中，L2缓存中的数据是L3缓存数据的真子集。而Skylake的架构中，L2和L3的数据在绝大部分时间中是独占的(exclusive)的，即二者所缓存的数据没有重叠。但注意，Skylake的架构是Non-inclusive，而不是严格的exclusive，是因为当同一条Cache Line在多个CPU核的L2缓存中都存在时，L3缓存中也有该Cache Line的数据。

还有一些别的区别，比如Skylake的Cache Line支持”Forward”状态，具备专用的snoop filter等。Snoop filter主要用来追踪记录在L2和L1中的Cache Line，Skylake之前的架构是用L3缓存充当的，因为L2和L1的数据都存在于L3缓存中。

Snoop filter还是一个特点是，如果一条Snoop filter中的记录需要被清除，那么就需要将该条记录对应的，存在于L2和L1 Cache中的数据invalid掉，该数据会进入L3缓存。这个叫做”Back invalidation”。这个东西有可能会成为导致一些应用在Skylake上性能下降的原因。

下面是一个读取过程：

• CPU核心A请求数据地址addr->L2 Cache Miss->从内存中加载addr数据进入L2->Snoop filter记录addr

• 当核心A的L2缓存清除addr对应的数据后，该数据进入L3缓存，同时在Snoop filter中也清除addr的记录

• 如果此时核心A又需要addr上的数据，则直接从L3读取，并在Snoop filter中添加记录