smp,numa和mpp体系结构总结

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所属分类:操作系统

对比表

结构体系SMPNUMAMPP
说明(Symmetric Multi-Processor) 对称多处理系统
(UMA:Uniform Memory Access) 一致存储器访问结构
(Non-Uniform Memory Access)非统一内存访问(Massive Parallel Processing) 大规模并行处理
技术特点性能的提升依赖于cpu的速度。容易产生瓶颈。难以实现,特别是交叉开关。(这也是为什么大型机一直被IBM等垄断)益于实现,可使用廉价设备部署。
重点在于软件设计。
耦合度紧耦合
运算节点共享所有资源
介于二者之间
运算节点有独立内存,通过内部互联模块互联
松耦合
运算节点间不共享资源,通过网络互联。
扩展能力中等
现有规模2-4个cpu最优,IBM的BOOK技术能扩展到8个可支持上百个cpu以能支持数千cpu
瓶颈内存访问冲突并且受总线带宽限制非本地内存访问的速度慢,交叉锁的延迟网络速度

NUMA和MPP的区别:

  1. NUMA的节点互联机制是机器内部模块实现(交叉开关),MPP是通过网络(I/O)。
  2. NUMA中交叉开关的设计在CPU增加时会变得相当复杂,需要考虑交叉开关的延时。
  3. MPP的交互通过网络,交互过程并行

在数据一致性问题上,NUMA使用硬件处理保证内存中数据一直,而MPP把这个问题交给了软件开发者处理(分布式共识算法)。

三种构架其实就是从SMP的紧耦合到MPP的松散耦合的变化,它们各有优点。目前的多核CPU中借鉴了NUMA和SMP的优点,每个核心独享一个一级缓存,几个核心共享一个二级缓存等设计。MPP集群中的单个服务器也会使用NUMA构架的机器。

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