Az UMA-ban a memóriához használt sávszélesség korlátozott, mivel egyetlen memóriavezérlőt használ. A NUMA gépek megjelenésének elsődleges motívuma az, hogy több memóriavezérlővel növelje a rendelkezésre álló sávszélességet a memóriába.
Összehasonlító táblázat
| Az összehasonlítás alapja | UMA | NUMA |
|---|---|---|
| Alapvető | Egy memóriavezérlőt használ | Több memóriavezérlő |
| A használt buszok típusa | Egyetlen, többszörös és kereszttartó. | Fa és hierarchikus |
| Memória elérési ideje | Egyenlő | Változások a mikroprocesszor távolságától függően. |
| Alkalmas | Általános célú és időmegosztási alkalmazások | Valós idejű és idő-kritikus alkalmazások |
| Sebesség | lassabb | gyorsabb |
| Sávszélesség | Korlátozott | Több mint UMA. |
Az UMA meghatározása
Az UMA (Uniform Memory Access) rendszer a többprocesszorok megosztott memória architektúrája. Ebben a modellben egyetlen memória kerül felhasználásra, és az összes processzor hozzáférést biztosít a többprocesszoros rendszer számára az összekapcsolási hálózat segítségével. Minden processzor azonos memóriaelérési idővel (késleltetéssel) és hozzáférési sebességgel rendelkezik. Alkalmazhat egyetlen busz, több busz vagy kereszttartó kapcsolót. Mivel kiegyensúlyozott megosztott memória hozzáférést biztosít, SMP (Symmetric multiprocessor) rendszerekként is ismert.
Az SMP tipikus felépítése látható, ahol minden processzor először csatlakozik a gyorsítótárhoz, és a gyorsítótár a buszhoz kapcsolódik. Végül a busz csatlakozik a memóriához. Ez az UMA-architektúra csökkenti a buszra vonatkozó vitát, ha az utasításokat közvetlenül az egyedi izolált gyorsítótárból kapja. Ez ugyanolyan valószínűséget biztosít az egyes processzorok olvasására és írására is. Az UMA modell tipikus példái a Sun Starfire szerverek, a Compaq alpha szerver és a HP v sorozat.
NUMA meghatározása
A NUMA (nem egységes memória hozzáférés) egy többprocesszoros modell, amelyben minden egyes processzor a dedikált memóriához kapcsolódik. Ezek a kis részek azonban egyetlen címteret alkotnak. A fő szempont, hogy itt gondolkodjunk, az, hogy az UMA-val ellentétben a memória hozzáférési ideje azon a távolságon alapul, ahol a processzor el van helyezve, ami változó memória-hozzáférési időt jelent. Ez lehetővé teszi a memóriahely bármelyikének elérését a fizikai cím használatával.
Amint már említettük, a NUMA architektúra célja, hogy növelje a rendelkezésre álló sávszélességet a memóriában, és amelyhez több memóriavezérlőt használ. Számos gépmagot egyesít „ csomópontokká ”, ahol minden magnak van egy memóriavezérlője. A helyi memória eléréséhez a NUMA gépben a mag a csomópont segítségével lekéri a memóriavezérlő által kezelt memóriát. A távoli memória eléréséhez, amelyet a másik memóriavezérlő kezel, a mag az összekapcsolási kapcsolatokon keresztül küld a memória kérést.
A NUMA architektúra a fa- és hierarchikus buszhálózatokat használja a memóriablokkok és a processzorok összekapcsolására. BBN, TC-2000, SGI Origin 3000, Cray a NUMA architektúra néhány példája.
A legfontosabb különbségek az UMA és a NUMA között
- Az UMA (megosztott memória) modell egy vagy két memóriavezérlőt használ. Ezzel ellentétben a NUMA több memóriavezérlővel is rendelkezik a memória eléréséhez.
- Az UMA architektúrában egy-, több- és kereszttartókat használnak. Ezzel szemben a NUMA hierarchikus és fa típusú buszokat és hálózati kapcsolatot használ.
- Az UMA-ban az egyes processzorok memóriaelérési ideje megegyezik, míg a NUMA-ban a memória elérési ideje megváltozik, ahogy a memória távolsága a processzorról változik.
- Az általános felhasználási és időmegosztási alkalmazások alkalmasak az UMA gépekre. Ezzel ellentétben a NUMA megfelelő alkalmazása valós idejű és idő-kritikus központú.
- Az UMA alapú párhuzamos rendszerek lassabban működnek, mint a NUMA rendszerek.
- Az UMA sávszélesség esetén korlátozott sávszélességgel rendelkezik. Ezzel szemben a NUMA sávszélessége nagyobb, mint az UMA.
Következtetés
Az UMA architektúra ugyanazt az általános késleltetést biztosít a memóriát elérő processzorok számára. Ez nem nagyon hasznos, ha a helyi memóriát elérjük, mert a késleltetés egységes lenne. Másrészről a NUMA-ban minden processzornak volt dedikált memóriája, amely kiküszöböli a késleltetést, amikor a helyi memóriát elérik. A késleltetés megváltozik, amikor a processzor és a memória változik (azaz nem egyenletes). A NUMA azonban javította a teljesítményt az UMA architektúrához képest.
