MSI协议中共享态转修改态为何需触发写缺失而非写命中？

1. 为什么时间戳#1是真共享缺失而非真共享命中？ #

首先要明确缓存命中的核心判定：只有当缓存持有目标缓存行，且拥有满足当前操作的权限时，才算命中。在MSI协议里，Shared状态的缓存行仅具备只读权限，没有写权限。当P1要写入Z1时，虽然本地缓存确实存在该缓存行，但无法直接执行写操作——必须先获取独占的写权限。这种“缓存行存在但权限不足，需要通过总线事务获取权限”的场景，就被归类为写缺失（准确说是权限缺失导致的写缺失），而非真共享命中。

2. 为什么不是缓存命中+总线Invalidate其他副本？ #

这里混淆了“缓存行存在”和“缓存命中”的概念。MSI的Shared状态不支持直接写操作，哪怕缓存行就在本地缓存中。要执行写操作，处理器必须先发起总线事务：向所有其他处理器发送Invalidate信号，让它们将该缓存行置为Invalid状态；等确认所有副本都失效后，本地缓存行才会从Shared转为Modified，获得写权限。这个需要总线交互、无法直接完成写操作的过程，不符合“缓存命中”的判定标准（命中要求无需额外总线事务就能完成操作），所以会被统计为写缺失。

3. Shared状态下缓存与主存一致，为什么要执行写缺失并刷入主存？ #

这是一个误解——MSI协议中，从Shared转为Modified时不需要把缓存行刷入主存。因为Shared状态下缓存行和主存的值本来就是一致的，处理器获取写权限后，直接修改本地缓存行并标记为Modified即可（此时主存的值会变为陈旧状态，但Modified状态会记录“缓存行是最新版本”）。只有当后续该缓存行被替换、或者其他处理器需要读取该缓存行时，才会把Modified状态的缓存行写回主存。教材里的描述可能是把写缺失的通用流程和这个场景混淆了，实际这个转换步骤不需要刷主存。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者User710