1.2 Типи та принцип роботи серверних процесорів
Незалежно кількості ЦП у системі і топології системної шини, їм довелося б розділяти доступ до загального простору оперативної пам'яті, крім випадків, коли використовується сегментування апаратних ресурсів деякого серверу чи суперкомп'ютера для запуску кількох копій ОС. Нині існують три типи доступу до оперативної пам'яті в багатопроцесорних системах:
Класичний SMP (Symmetrical Multi-Processing, симетрична мультипроцесорна система);
Рис. 1. Класична SMP
Розподілений SMP(distributedSMP);
NUMA(Non-UniformMemoryAccess, неоднорідний доступ до пам'яті).
Початкова модель симетричного процесору, тепер звана класичною, передбачала, що ЦП у системі мають доступ до фізично єдиного простору оперативної пам'яті, обслуговуваного спеціальним контролером. Усі ЦП рівнозначні за рівнем прав доступу, будь-які механізми пріоритетності відсутні, системна логіка обробляє запити надходження, і лише з неї покладено всі функції роботи з оперативної пам'яттю. Відповідно затримки при доступі до пам'яті, однакові у всіх ЦП, при зверненні до будь-якої області пам'яті. Це найбільш проста модель організації доступу до пам'яті в багатопроцесорних системах, але і є найпродуктивнішою, що дозволяє підключати дуже багато ЦП.
Принцип розподіленої багато процесорної системи передбачає формування з наявних у системі ЦП логічних груп, кожна з яких має свій (локальний) обсяг оперативної пам'яті. Природно, що для забезпечення цілісності і нормального функціонування всього простору оперативної пам'яті, ці логічні групи мали б бути якось пов'язані між собою. Затримки при доступі до пам'яті будуть відповідно різні залежно від того, відбувається звернення до локальної чи віддаленої області пам'яті.
Мабуть, що, попри деяку подібність, розподілена SMP— не окреме питання комутованої архітектури: у вищій можна реалізувати як SMP, іNUMA. Наприклад, в обчислювальному комплексі IntelProfusionвісім ЦП Intel Xeon розділені на дві групи з чотирьох ЦП і пов'язані комутатором, до якого підключається НМС з контролером оперативної пам'яті. Отже, при зверненні до пам'яті всі процесори рівноправні і IntelProfusionє має класичну SMP-систему.
Принцип неоднорідного доступу (NUMA) полягає у явному поділі на локальну і найвіддаленішу пам'ять кожному з ЦП. Оскільки недолік комутованої архітектури — щодо низька швидкість обміну інформацією між комутаторами, виникла ідея інтегрувати контролер пам'яті в ядро ЦП. Модулі оперативної пам'яті у цьому разі підключаються безпосередньо до ЦП (без НМС). Такому ЦП у багато процесорній системі доведеться вимагати інформацію з оперативної пам'яті інших ЦП і відповідати на їхні запити. Модель пам'яті називається неоднорідною, оскільки швидкість доставки даних із локальної оперативної пам'яті ЦП буде вищою, ніж із оперативної пам'яті, підключеної до іншого ЦП, причому різниця – буде дедалі більш істотною зі збільшенням кількості ЦП у системі.
Моделі з розподіленою багато процесорною системою і неоднорідним доступом дозволяють створювати більш масштабі рішення, ніж класична SMP. Але вони пред'являють деякі специфічні вимоги до ОС, які мають оптимізувати завантаження процесорів в такий спосіб, щоб процес, що здійснюється однією ЦП, якомога менше використовував інформацію, розташовану за локальною оперативною пам'яттю іншого ЦП.