Diferència entre UMA i NUMA
Content
Els multiprocessadors es poden dividir en tres categories de models de memòria compartida: UMA (Uniform Memory Access), NUMA (Accés a la memòria no uniforme) i COMA (Accés a la memòria només per a memòria cau). Els models es diferencien segons la distribució de recursos de memòria i maquinari. Al model UMA, la memòria física es comparteix uniformement entre els processadors, que també tenen una latència igual per a cada paraula de memòria, mentre que NUMA proporciona un temps d’accés variable perquè els processadors accedeixin a la memòria.
L’ample de banda utilitzat a la memòria UMA està restringit ja que utilitza un únic controlador de memòria. El motiu principal de l’arribada de les màquines NUMA és millorar l’ample de banda disponible a la memòria mitjançant diversos controladors de memòria.
-
- Gràfic de comparació
- Definició
- Diferències claus
- Conclusió
Gràfic de comparació
| Bases per a la comparació | UMA | NUMA |
|---|---|---|
| Bàsic | Utilitza un únic controlador de memòria | Controlador de memòria múltiple |
| Tipus d’autobusos utilitzats | Individual, múltiple i travessa. | Arbre i jeràrquic |
| Hora d’accés a la memòria | Igual | Canvis segons la distància del microprocessador. |
| Adequat per | Aplicacions de propòsit general i de temps compartit | Aplicacions en temps real i crítiques a temps |
| Velocitat | Més lent | Més ràpid |
| Ample de banda | Limitat | Més que UMA. |
Definició d'UMA
UMA (accés a la memòria uniforme) El sistema és una arquitectura de memòria compartida per als multiprocessadors. En aquest model, tots els processadors presenten una única memòria i s’accedeix a tots els processadors que presenten el sistema de multiprocessador amb l’ajut de la xarxa d’interconnexió. Cada processador té temps d’accés a la memòria (latència) i velocitat d’accés iguals. Es pot utilitzar qualsevol dels busos simples, bus múltiple o interruptor de travessia. Com que proporciona accés equilibrat a la memòria compartida, també es coneix amb el nom de SMP (multiprocessador simètric) sistemes.
El disseny típic de l’SMP es mostra a dalt on cada processador es connecta primer a la memòria cau i després la memòria cau s’enllaça amb el bus. Per fi el bus està connectat a la memòria. Aquesta arquitectura UMA redueix la contenció del bus mitjançant la obtenció de les instruccions directament de la memòria cau aïllada individual. També proporciona una igual probabilitat de llegir i escriure a cada processador. Els exemples típics del model UMA són els servidors Sun Starfire, el servidor alfa Compaq i la sèrie HP v.
Definició de NUMA
NUMA (Accés a la memòria no uniforme) També és un model multiprocessador en què cada processador es connectava amb la memòria dedicada. Tot i això, aquestes petites parts de la memòria es combinen per fer un únic espai d’adreces. El punt principal a considerar aquí és que a diferència de l’UMA, el temps d’accés de la memòria es basa en la distància on es col·loca el processador, la qual cosa significa variar el temps d’accés a la memòria. Permet accedir a qualsevol de les ubicacions de la memòria mitjançant l’adreça física.
Com s'ha esmentat anteriorment, l'arquitectura NUMA està destinada a augmentar l'amplada de banda disponible a la memòria i per a la qual utilitza diversos controladors de memòria. Combina nombrosos nuclis de màquines en "nodes"On cada nucli té un controlador de memòria. Per accedir a la memòria local en una màquina NUMA, el nucli recupera la memòria gestionada pel controlador de memòria pel seu node. Mentre que per accedir a la memòria remota que gestiona l’altre controlador de memòria, el nucli és la sol·licitud de memòria mitjançant els enllaços d’interconnexió.
L’arquitectura NUMA utilitza l’arbre i les xarxes de bus jeràrquics per interconnectar els blocs de memòria i els processadors. BBN, TC-2000, SGI Origin 3000, Cray són alguns dels exemples de l'arquitectura NUMA.
- El model UMA (memòria compartida) utilitza un o dos controladors de memòria. En contraposició, NUMA pot tenir diversos controladors de memòria per accedir a la memòria.
- S'utilitzen busos simples, múltiples i de travessa en l'arquitectura UMA. Al contrari, NUMA utilitza tipus de bus de tipus jeràrquic i arbre i connexió de xarxa.
- A UMA, el temps d’accés a la memòria per a cada processador és el mateix mentre que a NUMA el temps d’accés a la memòria canvia a mesura que canvia la distància de memòria del processador.
- Les aplicacions de propòsit general i de temps compartit són adequades per a les màquines UMA. En canvi, l'aplicació adequada per a NUMA és cèntrica en temps real i crítica del temps.
- Els sistemes paral·lels basats en UMA funcionen més lent que els sistemes NUMA.
- Quan es tracta de banda ampla UMA, tenim amplada de banda limitada. Per contra, NUMA té més ample de banda que UMA.
Conclusió
L’arquitectura UMA proporciona la mateixa latència global als processadors que accedeixen a la memòria. Això no és gaire útil quan s’accedeix a la memòria local perquè la latència seria uniforme. D’altra banda, a NUMA cada processador tenia la seva memòria dedicada que elimina la latència quan s’accedeix a la memòria local. La latència canvia a mesura que canvia la distància entre el processador i la memòria (és a dir, no uniforme). Tot i això, NUMA ha millorat el rendiment en comparació amb l'arquitectura UMA.
