Saturs

• Salīdzināšanas tabula
• UMA definīcija
• NUMA definīcija
• Secinājums

Daudzprocesorus var iedalīt trīs dalītās atmiņas modeļa kategorijās - UMA (vienotā atmiņas pieeja), NUMA (vienveidīgā atmiņas pieeja) un COMA (tikai kešatmiņā pieejamai atmiņas piekļuvei). Modeļi tiek diferencēti atkarībā no tā, kā tiek sadalīti atmiņas un aparatūras resursi. UMA modelī fiziskā atmiņa tiek vienmērīgi sadalīta starp procesoriem, kuriem ir arī vienāds latentums katram atmiņas vārdam, savukārt NUMA nodrošina mainīgu piekļuves laiku procesoriem piekļuvei atmiņai.

Joslas platums, ko UMA izmanto atmiņai, ir ierobežots, jo tas izmanto vienu atmiņas kontrolleri. NUMA mašīnu parādīšanās galvenais motīvs ir palielināt atmiņai pieejamo joslas platumu, izmantojot vairākus atmiņas kontrolierus.

1. 1. Salīdzināšanas tabula
   2. Definīcija
   3. Galvenās atšķirības
   4. Secinājums

Salīdzināšanas tabula

Salīdzināšanas pamats	UMA	NUMA
Pamata	Izmanto vienu atmiņas kontrolieri	Vairāku atmiņu kontrolieris
Izmantoto autobusu tips	Viens, daudzkārtējs un šķērsstienis.	Koks un hierarhija
Atmiņas piekļuves laiks	Vienāds	Izmaiņas atkarībā no mikroprocesora attāluma.
Piemērots	Vispārējas nozīmes un laika dalīšanas lietojumprogrammas	Reāllaika un laika kritiskas lietojumprogrammas
Ātrums	Lēnāk	Ātrāk
Joslas platums	Ierobežots	Vairāk nekā UMA.

UMA definīcija

UMA (vienota piekļuve atmiņai) sistēma ir koplietota atmiņas arhitektūra daudzprocesoriem. Šajā modelī tiek izmantota viena atmiņa, kurai piekļūst visi procesori, kas piedāvā daudzprocesoru sistēmu ar starpsavienojuma tīkla palīdzību. Katram procesoram ir vienāds piekļuves laiks atmiņai (latentums) un piekļuves ātrums. Tas var izmantot vai nu vienu autobusu, vai vairākas kopnes, vai šķērsbāzi. Tā kā tas nodrošina līdzsvarotu piekļuvi koplietojamai atmiņai, to sauc arī par SMP (simetrisks daudzprocesors) sistēmas.

Tipiskais SMP dizains ir parādīts iepriekš, kur katrs procesors vispirms tiek savienots ar kešatmiņu, pēc tam kešatmiņa ir saistīta ar kopni. Beidzot kopne ir savienota ar atmiņu. Šī UMA arhitektūra samazina pretenziju par kopni, izgūstot instrukcijas tieši no atsevišķās izolētās kešatmiņas. Tas katram procesoram arī nodrošina vienādu lasīšanas un rakstīšanas varbūtību. Tipiski UMA modeļa piemēri ir Sun Starfire serveri, Compaq alfa serveris un HP v sērija.

NUMA definīcija

NUMA (nevienmērīga piekļuve atmiņai) ir arī daudzprocesoru modelis, kurā katrs procesors ir savienots ar speciālo atmiņu. Tomēr šīs mazās atmiņas daļas apvieno, veidojot vienu adreses vietu. Galvenais šeit apdomāties ir tas, ka atšķirībā no UMA atmiņas piekļuves laiks ir atkarīgs no attāluma, kurā atrodas procesors, kas nozīmē mainīgu atmiņas piekļuves laiku. Tas ļauj piekļūt jebkurai atmiņas vietai, izmantojot fizisko adresi.

Kā minēts iepriekš, NUMA arhitektūra ir paredzēta, lai palielinātu atmiņai pieejamo joslas platumu un kurai tā izmanto vairākus atmiņas kontrolierus. Tas apvieno daudzus mašīnu serdeņus “mezgli”Kur katram kodolim ir atmiņas kontrolieris. Lai piekļūtu vietējai atmiņai NUMA mašīnā, kodols izgūst atmiņu, kuru ar sava mezgla palīdzību pārvalda atmiņas kontrolieris. Lai arī piekļūst attālajai atmiņai, kuru apstrādā otrs atmiņas kontrolieris, kodols s izmanto atmiņas pieprasījumu, izmantojot savienojuma saites.

NUMA arhitektūra izmanto koku un hierarhisko kopņu tīklus, lai savstarpēji savienotu atmiņas blokus un procesorus. Daži no NUMA arhitektūras piemēriem ir BBN, TC-2000, SGI Origin 3000 un Cray.

1. UMA (dalītās atmiņas) modelī tiek izmantots viens vai divi atmiņas kontrolleri. Pretēji tam NUMA var būt vairāki atmiņas kontrolieri, lai piekļūtu atmiņai.
2. UMA arhitektūrā tiek izmantoti vienreizēji, daudzkārtīgi un šķērsstieņu autobusi. Un otrādi, NUMA izmanto hierarhiskus un koku veida kopnes un tīkla savienojumu.
3. UMA atmiņā piekļuves laiks katram procesoram ir vienāds, savukārt NUMA atmiņā piekļuves laiks mainās, mainoties atmiņas attālumam no procesora.
4. UMA mašīnām ir piemērotas vispārējas nozīmes un laika dalīšanas lietojumprogrammas. Turpretī NUMA piemērota lietojumprogramma ir reāllaika un laika kritiska.
5. UMA bāzes paralēlās sistēmas darbojas lēnāk nekā NUMA sistēmas.
6. UMA joslas platumam ir ierobežots joslas platums. Gluži pretēji, NUMA joslas platums ir lielāks nekā UMA.

Secinājums

UMA arhitektūra nodrošina tādu pašu kopējo latentumu procesoriem, kuri piekļūst atmiņai. Tas nav ļoti noderīgi, ja tiek izmantota vietējā atmiņa, jo latentums būtu vienāds. No otras puses, NUMA katram procesoram bija sava atmiņa, kas novērš latentumu, kad tiek piekļūta vietējai atmiņai. Latentums mainās, mainoties attālumam starp procesoru un atmiņu (t.i., nevienmērīgs). Tomēr NUMA ir uzlabojusi veiktspēju, salīdzinot ar UMA arhitektūru.