Odporúčaná, 2019

Redakcia Choice

Rozdiel medzi UMA a NUMA

Multiprocesory možno rozdeliť do troch kategórií modelov so zdieľanou pamäťou - UMA (Uniform Memory Access), NUMA (neuniformný prístup do pamäte) a COMA (Cache-only Memory Access). Modely sú rozlíšené podľa toho, ako sa distribuujú pamäťové a hardvérové ​​zdroje. V modeli UMA sa fyzická pamäť rovnomerne zdieľa medzi procesormi, ktoré majú rovnakú latenciu pre každé pamäťové slovo, zatiaľ čo NUMA poskytuje variabilný prístupový čas pre procesory na prístup k pamäti.

Šírka pásma používaná v pamäti UMA do pamäte je obmedzená, pretože používa jeden pamäťový radič. Hlavným motívom príchodu strojov NUMA je zlepšenie dostupnej šírky pásma do pamäte pomocou viacerých radičov pamäte.

Porovnávacia tabuľka

Základ pre porovnanieUMANUMA
základnéPoužíva jeden kontrolér pamäteViacnásobný pamäťový ovládač
Typ použitých autobusovJeden, viac a priečnik.Strom a hierarchický
Čas prístupu k pamätirovnýZmeny v závislosti od vzdialenosti mikroprocesora.
Vhodné preAplikácie na všeobecné účely a zdieľanie časuAplikácie v reálnom čase a časovo kritické
rýchlosťpomalšírýchlejší
BandwidthobmedzenýViac ako UMA.

Definícia UMA

Systém UMA (Uniform Memory Access) je architektúra zdieľanej pamäte pre multiprocesory. V tomto modeli sa používa jedna pamäť a pristupujú ju všetky procesory s multiprocesorovým systémom pomocou prepojovacej siete. Každý procesor má rovnakú pamäťovú prístupovú dobu (latenciu) a rýchlosť prístupu. Môže používať buď jednu zbernicu, viacnásobnú zbernicu alebo spínač priečnika. Keďže poskytuje vyvážený prístup k zdieľanej pamäti, je tiež známy ako SMP (Symmetric multiprocessor) systémy.

Typický návrh SMP je zobrazený vyššie, kde každý procesor je prvýkrát pripojený k vyrovnávacej pamäti, potom je cache prepojená so zbernicou. Nakoniec je zbernica pripojená k pamäti. Táto architektúra UMA znižuje tvrdenie pre zbernicu prostredníctvom načítania pokynov priamo z jednotlivých izolovaných cache. Poskytuje rovnakú pravdepodobnosť čítania a zápisu pre každý procesor. Typickými príkladmi modelu UMA sú servery Sun Starfire, alfa server Compaq a radu HP v.

Definícia NUMA

NUMA (nerovnomerný prístup k pamäti) je tiež multiprocesorový model, v ktorom každý procesor je pripojený k vyhradenej pamäti. Tieto malé časti pamäte však spájajú vytvorenie jedného adresového priestoru. Hlavným bodom, ktorý sa tu zamýšľa, je to, že na rozdiel od UMA, prístupový čas pamäte závisí od vzdialenosti, kde je umiestnený procesor, čo znamená zmenu času prístupu k pamäti. Umožňuje prístup ku ktorejkoľvek z pamäťových miest pomocou fyzickej adresy.

Ako bolo spomenuté vyššie, architektúra NUMA je určená na zvýšenie dostupnej šírky pásma do pamäte a pre ktoré používa viacero riadiacich jednotiek pamäte. Kombinácia mnohých strojových jadier do " uzlov ", kde každé jadro má pamäťový radič. Na prístup k miestnej pamäti v zariadení NUMA jadro načíta pamäť spravovanú riadiacim systémom pamäte jeho uzlom. Počas prístupu k vzdialenej pamäti, ktorá je riadená iným radičom pamäte, jadro pošle požiadavku na pamäť cez prepojovacie prepojenia.

Architektúra NUMA využíva stromové a hierarchické zbernicové siete na prepojenie pamäťových blokov a procesorov. BBN, TC-2000, SGI Origin 3000, Cray sú niektoré z príkladov architektúry NUMA.

Kľúčové rozdiely medzi UMA a NUMA

  1. Model UMA (zdieľaná pamäť) používa jeden alebo dva ovládače pamäte. Na rozdiel od toho môže NUMA mať na prístup do pamäte viacero riadiacich jednotiek pamäte.
  2. V architektúre UMA sa používajú jednoduché, viacnásobné a priečniky. Naopak NUMA používa hierarchické a stromové typy autobusov a sieťové pripojenie.
  3. V UMA je čas prístupu k pamäti pre každý procesor rovnaký, zatiaľ čo v NUMA sa čas prístupu k pamäti mení, pretože vzdialenosť pamäte od procesora sa mení.
  4. Aplikácie na všeobecné účely a zdieľanie času sú vhodné pre stroje UMA. Na rozdiel od toho je vhodná aplikácia NUMA v reálnom čase a časovo kritická.
  5. Paralelné systémy založené na UMA pracujú pomalšie ako systémy NUMA.
  6. Pokiaľ ide o šírku pásma UMA, máte obmedzenú šírku pásma. Naopak, NUMA má šírku pásma viac ako UMA.

záver

Architektúra UMA poskytuje rovnakú celkovú latenciu procesorom, ktorí pristupujú k pamäti. Toto nie je veľmi užitočné, keď je prístup do lokálnej pamäte, pretože latencia by bola jednotná. Na druhej strane v procesore NUMA mal každý procesor vyhradenú pamäť, ktorá eliminuje latenciu pri prístupe lokálnej pamäte. Latencia sa mení, pretože vzdialenosť medzi procesorom a pamäťou sa mení (tj nerovnomerná). NUMA však zlepšil výkon v porovnaní s architektúrou UMA.

Top