smp,numa和mpp体系结构总结

2022-08-03 15:03:26 浏览数 (1)

对比表

结构体系

SMP

NUMA

MPP

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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