多处理器内存架构

红太狼 2024-04-18 13:38 55阅读 0赞

本文是从宏观上去阐述多个CPU如何访问内存，也就是多CPU访问内存的模型。大家可以先思考一个问题，如果有一块内存，四个CPU，那么这四个CPU如何访问内存？

## Uniform-Memory-Access ##

Uniform-Memory-Access简称UMA，叫做“均匀存储器存取”，在该模型下，所有的资源（CPU、内存、I/O等）都是共享的，所以不管有多少个CPU，访问内存的速度都是一样的，CPU都会连接到一条内存总线上，对内存的访问都要通过内存总线，因为内存是共享的，多个CPU访问同一个块内存就会产生冲突，因此该模型下不能通过增加CPU获取更好的性能，CPU越多竞争就会越多。该模型下CPU的数量应控制在2-4可以获得比较好的性能。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI3MzQ3OTkx_size_16_color_FFFFFF_t_70]

## Non-Uniform Memory Access ##

Non-Uniform Memory Access简称NUMA，叫做“非均匀访存模型”。由于UMA模型的限制，大家开始思考如何更好的进行水平扩展支持大型计算机，可以把几十甚至上百个CPU放到一个服务器内。NUMA模型下，每个CPU都有分配一块内存称为本地内存，如果本地内存用完后，也可以访问其他CPU连接的本地内存称为远地内存，但是访问远地内存的速度会比本地内存慢。NUMA是怎么实现每个CPU分配一个本地内存的呢，我个人认为是每个CPU有一个固定的内存访问的开始位置，当然具体实现可能还是要依赖外部的硬件。现在的linux内核用的都是该模型。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI3MzQ3OTkx_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

## 总结 ##

介绍这两种模型只是为了后面了解linxu内存管理做了个简单的铺垫，可能这两种模型的实现都依赖硬件部分，所以个人认为也没有必要深入了解其中的实现。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI3MzQ3OTkx_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/8619b6a2b91549b1896012ab87491a35.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzI3MzQ3OTkx_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/18/732cd84588574cccb521fc7714350637.png