Különbség az UMA és a NUMA között
Tartalom
A multiprocesszorokat három megosztott memória modellkategóriára lehet felosztani: UMA (egységes memóriahozzáférés), NUMA (nem egyenletes memóriahozzáférés) és COMA (csak a gyorsítótárban tárolt memóriahozzáférés). A modelleket megkülönböztetjük a memória és a hardver erőforrások eloszlása alapján. Az UMA modellben a fizikai memória egyenletesen oszlik meg a processzorok között, amelyek ugyanolyan késleltetéssel bírnak minden memóriaszóhoz, míg a NUMA változó hozzáférési időt biztosít a processzorok számára a memória eléréséhez.
Az UMA által a memória számára felhasznált sávszélesség korlátozott, mivel egyetlen memóriavezérlőt használ. A NUMA gépek megjelenésének elsődleges célja, hogy több memóriavezérlő segítségével növelje a memória számára rendelkezésre álló sávszélességet.
-
- Összehasonlító táblázat
- Meghatározás
- Főbb különbségek
- Következtetés
Összehasonlító táblázat
| Az összehasonlítás alapja | UMA | NUMA |
|---|---|---|
| Alapvető | Egyetlen memóriavezérlőt használ | Több memóriavezérlő |
| A használt buszok típusa | Egyszeres, többszörös és keresztirányú. | Fa és hierarchikus |
| A memória elérési ideje | Egyenlő | A mikroprocesszor távolsága szerint változik. |
| Alkalmas | Általános célú és időmegosztó alkalmazások | Valós idejű és időkritikus alkalmazások |
| Sebesség | lassabb | gyorsabb |
| Sávszélesség | Korlátozott | Több, mint az UMA. |
Az UMA meghatározása
UMA (egységes memóriahozzáférés) A rendszer megosztott memória architektúra a multiprocesszorok számára. Ebben a modellben egyetlen memóriát használnak és hozzáférnek az összes processzor, amely az összekapcsolási hálózat segítségével bemutatja a multiprocesszoros rendszert. Minden processzornak azonos memória elérési ideje (késleltetési ideje) és hozzáférési sebessége van. Használhatja az egybuszos, a többszörös buszt vagy a keresztirányú kapcsolót. Mivel kiegyensúlyozott megosztott memória-hozzáférést biztosít, úgy is ismert SMP (szimmetrikus multiprocesszor) rendszereket.
Az SMP tipikus felépítését a fenti ábra mutatja, ahol minden processzort először csatlakoztatnak a gyorsítótárhoz, majd a gyorsítótárat a buszhoz kapcsolják. Végül a busz csatlakozik a memóriához. Ez az UMA architektúra csökkenti a busz igényét azáltal, hogy az utasításokat közvetlenül az egyes izolált gyorsítótárból tölti le. Ugyanilyen valószínűséget biztosít az egyes processzorok számára az olvasás és az írás során. Az UMA modell tipikus példái a Sun Starfire szerverek, a Compaq alfa szerver és a HP v sorozat.
A NUMA meghatározása
NUMA (Nem egységes memóriahozzáférés) egy többprocesszoros modell, amelyben minden processzor csatlakozik a dedikált memóriához. A memória ezen kis részei azonban egyetlen címtér létrehozását teszik lehetővé. A legfontosabb kérdés itt az, hogy az UMA-val ellentétben a memória elérési ideje a processzor elhelyezkedésének távolságán múlik, ami változó memória-hozzáférési időt jelent. A fizikai cím használatával hozzáférést biztosít a memória bármely helyéhez.
Mint fentebb említettük, a NUMA architektúra célja a memória számára elérhető sávszélesség növelése, amelyhez több memóriavezérlőt használ. Számos gépmagot egyesít a „csomópontok”Ahol minden magnak van memóriavezérlője. A NUMA-gépen a helyi memória eléréséhez a mag beolvassa a memóriavezérlő által a csomópontja által kezelt memóriát. Miközben hozzáférhet a másik memóriavezérlő által kezelt távoli memóriához, a mag a memóriakérést az összekapcsolási linkeken keresztül végzi.
A NUMA architektúra a fa és a hierarchikus buszhálózatokat használja a memóriablokkok és a processzorok összekapcsolására. A BBN, TC-2000, SGI Origin 3000, Cray a NUMA architektúra néhány példája.
- Az UMA (megosztott memória) modell egy vagy két memóriavezérlőt használ. Ezzel szemben a NUMA-nak több memóriavezérlője is lehet a memória eléréséhez.
- Az egy-, több- és keresztirányú buszokat az UMA architektúrában használják. Ezzel szemben a NUMA hierarchikus és fa típusú buszokat és hálózati kapcsolatot használ.
- Az UMA-ban az egyes processzorok memóriahozzáférési ideje megegyezik, míg a NUMA-ban a memóriahozzáférési idő változik, amikor a memória távolsága a processzortól megváltozik.
- Az általános célú és az időmegosztó alkalmazások alkalmasak az UMA gépekre. Ezzel szemben a NUMA számára megfelelő alkalmazás valós idejű és időkritikus.
- Az UMA alapú párhuzamos rendszerek lassabban működnek, mint a NUMA rendszerek.
- Az UMA sávszélességről korlátozott sávszélességet kell megadni. Éppen ellenkezőleg, a NUMA sávszélessége nagyobb, mint az UMA-nak.
Következtetés
Az UMA architektúra ugyanazt az általános késleltetést biztosítja a memóriát elérő processzorok számára. Ez nem nagyon hasznos, ha a helyi memóriát elérik, mert a késleltetés egységes lenne. Másrészt, a NUMA-ban mindegyik processzor rendelkezik külön dedikált memóriával, amely kiküszöböli a késleltetést a helyi memória elérésekor. A késés megváltozik, amikor a processzor és a memória közötti távolság megváltozik (azaz nem egyenletes). A NUMA azonban javította a teljesítményt az UMA architektúrához képest.
