對稱多處理機

對稱多處理機，在均勻存儲器訪問(UMA)系統中，一個共享存儲器可以為所有處理器通過一個網際網路進行訪問，就如同一個單處理器訪問它的存儲器一樣。所有處理器對任何存儲單元有相同的訪問時間。用於UMA中的網際網路可以是單匯流排、多匯流排或者是交叉開關。因為對共享存儲器的訪問是平衡的，故這類系統稱為SMP(對稱多處理器)系統。每個處理器有相等的機會讀/寫存儲器，也有相同的訪問速度。

基本介紹

• 中文名：對稱多處理機
• 系統：(UMA)系統
• 定義：多處理機硬體架構
• 優點：並行度很高
• 缺點：處理器的數目是受限的

解釋

在計算領域，對稱多處理是一種多處理機硬體架構，有兩個或更多的相同的處理機（處理器）共享同一主存，由一個作業系統控制。當前最常見的多處理機系統使用了對稱多處理架構。以多核處理器為例，對稱多處理架構就是這些核，它把這些核當作不同的處理器。不同的處理器之間可以由匯流排、矩陣開關或片上mesh網路來連線。使用匯流排或矩陣開關的對稱多處理架構有可擴展性方面的瓶頸，它是由處理器之間連線的頻寬、能耗，以及記憶體核磁碟陣列等引起的。使用mesh連線的架構避免了這些瓶頸。它能夠支持更多數量的處理器，具有幾乎線性的可擴展性，代價是犧牲可程式性。 使用對稱多處理的計算機系統被稱為“對稱多處理機”或“對稱多處理機系統”。在對稱多處理機系統上，任何處理器可以運行任何任務，不管任務的數據在記憶體的什麼地方，只要一個任務沒有同時運行在多個處理器上面。有了作業系統的支持，對稱多處理機系統就能夠輕易的讓任務在不同的處理器之間移動，以次來有效的均衡負載。

優點與缺點

優點是並行度很高，但是由於系統匯流排的頻寬是有限的，故處理器的數目是受限的。

體系結構

對於增加系統複雜性的任何變化，為了獲得令人滿意的操作和性能，使用多處理器產生了一些設計時必須引起注意的事項。額外的複雜性使得軟/硬體權衡的作用域更大，並且比在單處理器系統中更需要軟/硬體的密切配合。設計回響和權衡的不同組合使得多處理器系統的體系結構更加多樣化。

幾種多處理（MP）系統

非共享 MP（純群集）

每個處理器都是一個完全獨立的機器，運行作業系統的一個副本。處理器之間沒有共享的部分（每一個都有自己的記憶體，高速快取和磁碟），但是它們是互聯的。通過 LAN 連線時，處理器之間是鬆散耦合的。而通過轉換器連線時，處理器之間是緊密耦合的。處理器之間的通信是通過訊息傳送來實現的。

這樣一個系統的優點是它具有很好的可伸縮性和高可用性。而缺點則是該系統是一個不為人熟悉的編程模型（訊息傳送）。

共享磁碟 MP

處理器擁有自身的記憶體和高速快取。處理器並行運行並共享磁碟。每個處理器都運行作業系統的一份副本，並且處理器之間是鬆散耦合的（通過 LAN 連線）。處理器之間的通信是通過信息傳送實現的。

共享磁碟的優點是保留了熟悉的編程模型的一部分（磁碟數據是可定址和連續的，而記憶體則不是），而且與共享記憶體的系統相比，這種系統更容易實現高可用性。缺點是由於在對共享數據進行物理和邏輯訪問時存在瓶頸，它的可伸縮性受到限制。

共享記憶體群集（SMC）

一個共享記憶體群集中的所有處理器有自己的資源（主存儲器、磁碟和 I/0），並且每個處理器運行一份作業系統的副本。處理器之間是緊密耦合的（通過一個轉換器連線）。處理器之間的通信是通過共享記憶體實現的。

共享記憶體 MP

所有處理器通過一條高速匯流排或者一個轉換器在同一機器中緊密耦合。處理器共享同樣的全局記憶體、磁碟和 I/0 設備。只有一份作業系統的副本跨所有處理器運行，並且作業系統必須設計為能利用這種體系結構（多執行緒作業系統）。