Организация мультипроцессорных вычислительных систем на базе процессоров Intel, Pentium

Количество процессоров в UMA-мультипроцессорах с одной шиной обычно ограничивается несколькими десятками, а для мультипроцессоров с перекрестной или многоступенчатой коммутацией требуется дорогое оборудование, к тому же количество процессоров в них не намного больше. Чтобы объединить в одном мультипроцессоре более 100 процессоров, нужно какое-то иное решение. Ранее предполагалось, что все модули памяти имеют одинаковое время доступа. Если не замыкаться на этой концепции, можно прийти к мультипроцессорам с неоднородным доступом к памяти (NonUniform Memory Access, NUMA). Как и UMA-мультипроцессоры, они предоставляют единое адресное пространство для всех процессоров, но, в отличие от UMA-машин, доступ к локальным модулям памяти происходит быстрее, чем к удаленным. Следовательно, все UMA-программы смогут без изменений работать на NUMA-машинах, но производительность будет хуже, чем на UMA-машине с той же тактовой частотой.

NUMA-машины имеют три ключевые характеристики, которые в совокупности отличают их от других мультипроцессоров:

• существует единое адресное пространство, видимое всеми процессорами;

• доступ к удаленной памяти производится командами LOAD и STORE;

• доступ к удаленной памяти выполняется медленнее, чем доступ к локальной.

Если время доступа к удаленной памяти не замаскировано кэшированием (кэш отсутствует), такая система называется NC-NUMA (No Caching NUMA - NUMA без кэширования). Если присутствуют согласованные кэши, то система называется CC-NUMA (Coherent Cache NUMA - NUMA с согласованными кэшами). Программисты часто называют такую систему аппаратной распределенной общей памятью, поскольку она, по сути, аналогична распределенной общей памяти (DSM), реализованной программно, однако поддерживается аппаратно с использованием страниц маленького размера.

1. Богданов А.В. , Корхов В.В. , Мареев В.В. , Станкова Е.Н. Архитектуры и топологии многопроцессорных вычислительных систем : ИНТУИТ.ру, 2004, 176 с.

2. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. 5-е изд.(+CD). – СПБ.: Питер, 2007. 844 с.: ил.

3. http://www.intuit.ru/departament/hardware/atmcs

4. http://www.pulscen.ru/info/special/computer/processor/systems

5. http://www.rg.ru/2008/04/03/skif.html

6. http://skif.pereslavl.ru/skif/index.cgi?module=chap&action=getpage&data=o_programmeconceptionpart1.html

7. http://khpi-iip.mipk.kharkiv.edu/library/extent/os/tan1/index.html