Зміст

• Порівняльна діаграма
• Визначення UMA
• Визначення NUMA
• Висновок

Багатопроцесори можна розділити на три категорії моделей спільної пам'яті - UMA (рівномірний доступ до пам'яті), NUMA (нерівномірний доступ до пам’яті) та COMA (доступ до пам’яті, доступний лише до кешу). Моделі диференціюються залежно від розподілу пам'яті та апаратних ресурсів. У моделі UMA фізична пам'ять рівномірно розподіляється між процесорами, які також мають однакову затримку для кожного слова пам'яті, тоді як NUMA забезпечує змінний час доступу для процесорів для доступу до пам'яті.

Пропускна здатність, що використовується в UMA для пам'яті, обмежена, оскільки використовується один контролер пам'яті. Основним мотивом появи машин NUMA є збільшення доступної пропускної здатності до пам'яті за допомогою декількох контролерів пам'яті.

1. 1. Порівняльна діаграма
   2. Визначення
   3. Ключові відмінності
   4. Висновок

Порівняльна діаграма

Основа для порівняння	UMA	NUMA
Основні	Використовується один контролер пам'яті	Контролер декількох пам'яті
Тип використовуваних автобусів	Одно-, множинний та поперечний.	Дерево та ієрархічно
Час доступу до пам'яті	Рівний	Зміни відповідно до відстані мікропроцесора.
Підходить для	Загальні програми та розподіл часу	Програми в режимі реального часу та критичні за часом
Швидкість	Повільніше	Швидше
Пропускна здатність	Обмежений	Більше, ніж UMA.

Визначення UMA

UMA (Уніфікований доступ до пам'яті) Система - це спільна архітектура пам'яті для багатопроцесорів. У цій моделі використовується єдина пам’ять, до якої звертаються всі процесори, що представляють багатопроцесорну систему за допомогою мережі взаємозв'язку. Кожен процесор має рівний час доступу до пам'яті (затримку) та швидкість доступу. Він може використовувати будь-яку єдину шину, кілька шин або перемикач. Оскільки він забезпечує збалансований доступ до спільної пам'яті, він також відомий як SMP (симетричний багатопроцесорний) систем.

Типова конструкція SMP показана вище, коли спочатку кожен процесор підключений до кешу, а потім кеш пов'язаний з шиною. Нарешті шина підключена до пам'яті. Ця архітектура UMA зменшує суперечки для шини через отримання інструкцій безпосередньо з окремого ізольованого кешу. Він також забезпечує рівну ймовірність для читання та запису кожному процесору. Типовими прикладами моделі UMA є сервери Sun Starfire, альфа-сервер Compaq та серія HP v.

Визначення NUMA

NUMA (нерівномірний доступ до пам'яті) також є багатопроцесорною моделлю, в якій кожен процесор з'єднаний з виділеною пам'яттю. Однак ці невеликі частини пам’яті поєднуються, щоб створити єдиний адресний простір. Основний момент, який слід задуматися, полягає в тому, що на відміну від UMA, час доступу до пам'яті залежить від відстані, на якій розміщений процесор, що означає різний час доступу до пам'яті. Це дозволяє отримати доступ до будь-якого місця пам'яті за допомогою фізичної адреси.

Як було сказано вище, архітектура NUMA призначена для збільшення доступної пропускної здатності пам’яті і для цього вона використовує кілька контролерів пам'яті. Він поєднує численні машинні ядра в “вузли", Де в кожному ядрі є контролер пам'яті. Для доступу до локальної пам'яті на машині NUMA ядро ​​витягує пам'ять, якою керує контролер пам'яті своїм вузлом. Хоча для доступу до віддаленої пам’яті, якою обробляється інший контролер пам'яті, ядро ​​подає запит на пам'ять за допомогою з'єднань.

Архітектура NUMA використовує дерева та ієрархічні шинні мережі для з'єднання блоків пам'яті та процесорів. BBN, TC-2000, SGI Origin 3000, Cray - деякі приклади архітектури NUMA.

1. У моделі UMA (спільна пам'ять) використовується один або два контролери пам'яті. На противагу, NUMA може мати кілька контролерів пам'яті для доступу до пам'яті.
2. Одиничні, множинні та поперечні шини використовуються в архітектурі UMA. І навпаки, NUMA використовує ієрархічний та дерево тип автобусів та мережеве з'єднання.
3. В UMA час доступу до пам'яті для кожного процесора однаковий, тоді як у NUMA час доступу до пам'яті змінюється, як змінюється відстань пам'яті від процесора.
4. Програми загального призначення та розподілу часу підходять для апаратів UMA. На відміну від цього, відповідна програма для NUMA є критичною в режимі реального часу та часу.
5. Паралельні системи на основі UMA працюють повільніше, ніж системи NUMA.
6. Якщо мова йде про пропускну здатність UMA, мати обмежену пропускну здатність. Навпаки, NUMA має пропускну здатність більше, ніж UMA.

Висновок

Архітектура UMA забезпечує однакову загальну затримку для процесорів, що мають доступ до пам'яті. Це не дуже корисно при доступі до локальної пам'яті, оскільки затримка буде однаковою. З іншого боку, в системі NUMA кожен процесор мав виділену пам'ять, яка виключає затримку, коли доступ до локальної пам'яті. Затримка змінюється у міру зміни відстані між процесором та пам'яттю (тобто неоднорідність). Однак NUMA покращив продуктивність порівняно з архітектурою UMA.