Çfarë është NUMA?

Nëse paratë nuk janë një problem, ju mund të blini të gjitha pjesët më të shtrenjta të kompjuterit për konsumatorë dhe të ndërtoni një kompjuter të fuqishëm për të kontrolluar emailin tuaj dhe për të lëvizur nëpër mediat sociale. Sigurisht, kjo nuk është mënyra se si shumica e njerëzve blejnë gjëra; nuk është as mënyra se si njerëzit e pasur blejnë gjëra, pasi nuk është një mënyrë e shkëlqyer për të qëndruar të pasur. Në vend të kësaj, shumica e njerëzve shikojnë se çfarë duan të bëjnë me një kompjuter dhe më pas gjejnë një kompjuter që ka pajisje të përshtatshme.

Në tregun vendas, ka një sasi të mirë zgjedhjesh, por pasi të keni arritur në tregun e stacionit të punës dhe të serverëve, ka disa opsione edhe më të fuqishme për edhe më shumë para. Për shembull, kompjuteri më i mirë që mund të ndërtoni në shtëpi mbështet 16 bërthama ( ose 24 nëse numëroni bërthamat e efikasitetit të Intel ). Ju gjithashtu mund të merrni një GPU të fuqishme. Teknikisht mund të merrni GPU të shumëfishta të fuqishme, por nuk mund t'i përdorni ato së bashku pasi SLI/NVLINK në thelb është i vdekur.

Në tregun e serverëve dhe stacioneve të punës, mund të merrni shumë më tepër bërthama në një CPU, deri në 96 në linjën EPYC të AMD. Ju gjithashtu mund të merrni GPU me ndërlidhje më të afta dhe më shumë VRAM. Bërthamat e CPU-së, megjithatë, janë vendi ku shkojnë shumë para, veçanërisht në botët HPC ( Hiperformance Computing ), Hyperscaler dhe Supercomputing. Pra, çfarë të bëni nëse keni nevojë për më shumë se 96 bërthama në një kompjuter? Shto më shumë CPU, padyshim.

Pllakat amë me shumë fole

Natyrisht, nuk mund të futësh vetëm një CPU të dytë në çdo motherboard të vjetër; nuk do të kishte ku të shkonte. Keni nevojë për pajisje specifike. AMD mbështet mundësinë që dy nga CPU-të e tyre të serverit EPYC të vendosen në të njëjtën motherboard. Kjo ofron gjithsej 192 bërthama ose 384 fije. CPU-të e fundit të serverëve të Intel-it kishin maksimum 40 bërthama, megjithëse gjenerata e mëparshme kishte një model me 56 bërthama. Intel, megjithatë, mbështet deri në 8 CPU në një motherboard të vetëm. Kjo është 320 ose 448 bërthama dhe 640 ose 896 fije. Ndërsa kjo është e tepërt për të kontrolluar Instagramin, disa ngarkesa pune mund të përdorin gjithë këtë kuaj fuqi.

Problemi vjen nga kujtesa. Katër gjëra në përgjithësi kufizojnë CPU-të. E para është mungesa e gjërave për të bërë; ndonjëherë, CPU thjesht nuk është i ngarkuar. Më tej, ju keni energji, ka vetëm aq shumë energji që mund të merrni përpara se të filloni të dëmtoni CPU-në dhe ekzistojnë kufizime për të siguruar që CPU të mos rrezikohet të digjet kur është nën ngarkesë të plotë. Ju gjithashtu keni presionin e temperaturës të lidhur ngushtë, sa më shumë energji të përdorni, aq më shumë nxehtësi gjeneroni dhe duhet të shpërndani; mbinxehja është po aq e keqe sa edhe fuqia e tepërt, pasi gjërat fillojnë të shkrihen. Kufizimi tjetër është qasja në kujtesë.

Një CPU zakonisht ka nevojë për shumë të dhëna për të kryer shumë përpunime. E gjithë kjo ruhet në RAM. Fatkeqësisht, RAM-i është mjaft i ngadaltë në krahasim me një CPU. Kjo mund ta lërë atë të papunë për "mosha" përpara se të marrë të dhënat që i nevojiten për të funksionuar. Cache e CPU-së ndihmon shumë, por është aq e vogël sa nuk mund të mbulojë gjithçka dhe duhet të aksesohet memoria kryesore.

Vonesa e memories

Për të minimizuar efektin e ngadalësimit të RAM-it, ai vendoset fizikisht sa më afër CPU-së. Kjo është arsyeja pse RAM-i është gjithmonë i vendosur drejtpërdrejt pranë prizës së CPU-së në një motherboard. Por çfarë ndodh nëse keni shumë CPU në një motherboard të vetëm? Pastaj ka një kohë të ndryshme aksesi për një CPU për të hyrë në kujtesën e tij në krahasim me memorien pranë një tjetri. "Oh jo," mund të thoni, "disa memorie është pak më e ngadaltë." Por kjo është një çështje aktuale që mund të ketë një efekt çuditërisht të thellë në performancë. Ky koncept quhet Qasja e Kujtesës Jo Uniforme, ose NUMA.

NUMA përfshin sigurimin e një mekanizmi për sistemin operativ për të kuptuar se ndërsa mund të hyjë në të gjithë memorien, disa pjesë preferohen për gjëra të caktuara mbi të tjerat. Aty ku është e mundur, OS më pas ruan të dhënat për detyrat që ekzekutohen në CPU1 në RAM direkt pranë CPU1. Në mënyrë të ngjashme, të dhënat e nevojshme për një detyrë që ekzekutohet në CPU2 ruhen në RAM direkt pranë CPU2. Sigurisht, me kapacitete të kufizuara RAM dhe grupe masive të dhënash, qëndrimi brenda këtyre kufijve nuk është gjithmonë i mundur. Megjithatë, bëhen përpjekjet më të mira dhe kanë një ndikim të rëndësishëm në performancën.

Qasja në memorie në një kanal të vetëm është gjithashtu sekuenciale. Kjo do të thotë se kur dy CPU të ndryshme përpiqen të aksesojnë të dhënat në të njëjtin kanal, njëra e lidhur drejtpërdrejt me DIMM dhe tjetra NUMA largohet, kërkesa e dytë jo vetëm që duhet të presë, pa punë, për kërkesën e saj, por edhe kërkesën e tjetrit. procesor. Si e tillë, kudo që të jetë e mundur, të dhënat duhet të ruhen në RAM direkt pranë CPU-së që do t'i duhet.

konkluzioni

NUMA qëndron për Qasje Jo-Uniforme e Memories. Është një term i përdorur në sistemet kompjuterike me CPU të shumta fizike. Ai i referohet faktit që një CPU do të ketë një vonesë të ndryshme memorie nga RAM-i që e rrethon drejtpërdrejt në krahasim me RAM-in që rrethon një CPU tjetër. Vonesa shtesë ul performancën e sistemit në shumë mënyra. NUMA është një mënyrë për të informuar sistemin operativ se ky është rasti.

Ai e lejon atë të optimizojë përdorimin e kujtesës dhe lokalitetin e të dhënave bazuar në CPU që ka nevojë për të dhënat. Aty ku është e mundur, të gjitha të dhënat për proceset që ekzekutohen në një CPU ruhen në RAM-in e lidhur drejtpërdrejt me atë CPU. Kur RAM-i lokal nuk ka kapacitet të mjaftueshëm, të dhënat mund të derdhen në RAM rreth CPU-ve të tjera. Përsëri aty ku është e mundur, numri i kërcimeve NUMA minimizohet për të reduktuar vonesën.