今さら聞けないマルチプロセッサの基礎教えます　――キャッシュの共有，割り込みの共有，OSによる制御

● プロセッサ間で通信しながら起動

　マルチプロセッサ・システムが起動するようすを見てみましょう．ここでは，Xeonマルチプロセッサのブート（起動）処理を取り上げます^（2）．米国Intel社のIA-32アーキテクチャのCPUは，プロセッサ間で割り込み要求（Interpro-cessor Interrupt；プロセッサ間割り込み）を送受信する ことにより，簡単な通信を行っています．割り込みは「Advanced Programmable Interrupt Controller （APIC）」というマルチプロセッシング対応の割り込みコントローラで処理します^注3．

　Xeonのデュアルプロセッサ・システムがブートするようすを図4に示します．まず，電源を投入すると（あるいはシステムのリセット直後），各CPUはそれぞれが持つテスト・コードを実行し，「ブート」を示すプロセッサ間割り込みをブロードキャストします．いちばん早く「ブート」を発行したCPUがマスタ・プロセッサとなります．

　すべてのCPUが「ブート」を発行したら，マスタ・プロセッサはBIOSを初期化し，「スタートアップ」を示すプロセッサ間割り込みをブロードキャストします．マスタ・プロセッサ以外のCPUは「スタートアップ」を受信してから自分自身のBIOSを初期化します．初期化が終了したらマスタ・プロセッサに通知し，休止（HALT）状態に移行します．すべてのCPUが初期化を終了したら，マスタ・プロセッサはOSのブート処理に入ります．

 注3；Pentium IIIコアのころまでは，プロセッサ間のバスとは別に，APIC専用のバスで割り込み要求を処理していた．XeonやPentium 4（Net Burstコア）からは，割り込み要求をバス・トランザクションの一環として処理している．

図4 Xeonマルチプロセッサ・システムにおけるブート処理
各処理ごとにプロセッサ間割り込み（IPI）を用いた待ち合わせを行いながら，ブート処理を実現している．