计算机体系结构 E06：可靠性与持久性
计算机体系结构 E06：可靠性与持久性
核心问题
CPU 已经读到新值，是否意味着掉电后还能读到它？可见性只描述运行中的读取关系。持久性还要区分写回已经发起、仍在 pending、已经 drained，以及持久域是否能在掉电时保存对应数据。
范围与证据等级
证据等级为功能执行。第一部分穷举固定 extended Hamming (8,4) 教学码；第二部分执行五个持久状态，但不连接真实 NVDIMM、filesystem 或 PMDK。模型不能代表 ECC DIMM、Chipkill 或任意长度事务原子性。
核心案例一：纠错能力必须写出码字范围
布局使用 4 个数据位、3 个 Hamming parity 位和 1 个 overall parity 位。16 个数据字的无错编码全部判为 clean；每个 8 位码字的 8 个单比特翻转共 128 个，全部归类为可纠正；每个码字的 28 个双比特组合共 448 个，全部检测为双错。
这组穷举只覆盖固定码。双错“检测到”不等于“纠正”，更多比特同时翻转也没有保证。
核心案例二：visible、pending、drained 与掉电持久
store_data 后数据对 CPU 可见，但 powerfail_guaranteed=false。flush_data 只把写回置为 pending，仍未保证掉电持久；drain_data 后才标记 drained 和保证持久。commit marker 也要经历 store、flush 和 drain，不能把 flush 当成事务提交。
模式：先画持久域，再排列数据与提交标记
1 | |
数据库 WAL、持久队列和内存映射日志都要先说明持久域，再证明顺序。cache coherence 不能替代掉电保证。
验收结果
本批脚本退出 0，得到 16 个 clean、128 个单错可纠正和 448 个双错可检测案例；持久状态显式记录 visible、pending、drained 与 powerfail_guaranteed。输出保留 real_nvdimm_measurement=false。
模式速查
| 状态 | 运行中可见 | 掉电保证 |
|---|---|---|
| store | 可以 | 未建立 |
| flush pending | 可以 | 未建立 |
| drained | 可以 | 在本题设持久域内成立 |
一手参考资料
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