Mis on NUMA?

Kui raha pole probleem, võite osta kõik kõige kallimad tavaarvutite osad ja ehitada võimsa arvuti, et kontrollida oma e-posti ja sirvida sotsiaalmeediat. Loomulikult ei osta enamik inimesi asju nii; asi pole isegi selles, kuidas rikkad inimesed asju ostavad, sest see pole suurepärane viis rikkaks jääda . Selle asemel vaatavad enamik inimesi, mida nad tahavad arvutiga teha, ja leiavad seejärel sobiva riistvaraga arvuti.

Koduturul on valikut korralik, kuid kui jõuate tööjaamade ja serverite turule, on mõned veelgi võimsamad võimalused veelgi suurema raha eest. Näiteks toetab parim arvuti, mille saate kodus ehitada, 16 tuuma ( või 24, kui arvestada Inteli tõhususe tuuma ). Samuti saate hankida võimsa GPU. Tehniliselt saate hankida mitu võimsat GPU-d, kuid te ei saa neid koos kasutada, kuna SLI/NVLINK on sisuliselt surnud.

Serverite ja tööjaamade turul saate protsessoris palju rohkem tuumasid, kuni 96 AMD EPYC-sarjas. Saate hankida ka võimekamate ühenduste ja suurema VRAM-iga GPU-sid. Protsessori tuumadesse läheb aga palju raha, eriti HPC ( High-Performance Computing ), Hyperscaleri ja Supercomputing maailmas. Mida teha, kui vajate ühes arvutis rohkem kui 96 tuuma? Ilmselgelt lisage rohkem protsessoreid.

Mitme pistikupesaga emaplaadid

Muidugi ei saa te ühelegi vanale emaplaadile lihtsalt teist CPU-d lüüa; poleks kuhugi minna. Teil on vaja spetsiifilist riistvara. AMD toetab võimalust paigutada kaks EPYC-serveri protsessorit samale emaplaadile. See pakub kokku 192 tuuma või 384 lõime. Inteli uusimad serveriprotsessorid jõudsid maksimaalselt 40 tuumani, kuigi eelmisel põlvkonnal oli 56-tuumaline mudel. Intel toetab aga kuni 8 protsessorit ühel emaplaadil. See on 320 või 448 tuuma ja 640 või 896 keermega. Kuigi see on Instagrami kontrollimiseks liialdatud, võivad mõned töökoormused kogu selle hobujõu ära kasutada.

Probleem tuleneb mälust. Protsessoreid piiravad üldiselt neli asja. Esimene on tegemiste puudus; mõnikord pole protsessor lihtsalt laaditud. Järgmiseks on teil võimsust, vaid nii palju võimsust, mida saate enne protsessori kahjustamise alustamist kasutada, ja piirangud on paigas, mis tagavad, et protsessoril pole täiskoormusel läbipõlemise ohtu. Teil on ka tihedalt seotud temperatuurirõhk, mida rohkem energiat kasutate, seda rohkem soojust te genereerite ja seda tuleb hajutada; ülekuumenemine on sama halb kui liiga suur võimsus, kuna asjad hakkavad sulama. Teine piirang on juurdepääs mälule.

Tavaliselt vajab protsessor suure töötlemise tegemiseks palju andmeid. Kõik see salvestatakse RAM-i. Kahjuks on RAM võrreldes protsessoriga üsna aeglane. See võib jätta selle "vanuste" jõudeolekuks, enne kui see saab tööks vajalikud andmed. Protsessori vahemälu aitab palju, kuid see on nii väike, et ei jõua kõike katta ja põhimälu vajab juurdepääsu.

Mälu latentsus

Aeglase RAM-i mõju minimeerimiseks asetatakse see füüsiliselt protsessorile võimalikult lähedale. Seetõttu asub RAM alati emaplaadil otse protsessori pesa kõrval. Aga mis juhtub, kui teil on ühel emaplaadil mitu protsessorit? Seejärel on protsessoril oma mälule juurdepääsuks erinev juurdepääsuaeg võrreldes teise mäluga. "Oh ei," võite öelda, "mõni mälu on veidi aeglasem." Kuid see on tegelik probleem, millel võib olla üllatavalt sügav mõju jõudlusele. Seda kontseptsiooni nimetatakse mitteühtlaseks mälujuurdepääsuks ehk NUMA-ks.

NUMA hõlmab mehhanismi loomist, mille abil operatsioonisüsteem mõistab, et kuigi sellel on juurdepääs kogu mälule, eelistatakse teatud osi teatud asjade jaoks teistele. Võimaluse korral salvestab OS seejärel CPU1 töötavate toimingute andmed RAM-i otse CPU1 kõrval. Samamoodi salvestatakse CPU2-l töötava ülesande jaoks vajalikud andmed RAM-i otse CPU2 kõrval. Muidugi, piiratud RAM-i mahu ja tohutute andmekogumite korral ei ole nendes piirides püsimine alati võimalik. Siiski tehakse kõik endast oleneva ja see mõjutab jõudlust märkimisväärselt.

Juurdepääs mälule ühe kanali kaudu on samuti järjestikune. See tähendab, et kui kaks erinevat protsessorit üritavad juurdepääsu andmetele samal kanalil, millest üks on otse DIMM-iga ühendatud ja teine ​​NUMA-ga eemale, ei pea teine ​​päring mitte ainult jõudeolekus ootama oma päringut, vaid ka teise päringut. protsessor. Seetõttu tuleks andmed võimaluse korral salvestada RAM-i otse neid vajava protsessori kõrval.

Järeldus

NUMA tähistab mitteühtlast mälujuurdepääsu. Seda terminit kasutatakse mitme füüsilise protsessoriga arvutisüsteemides. See viitab asjaolule, et ühel CPU-l on teist protsessorit ümbritseva RAM-iga võrreldes erinev mälu latentsusaeg võrreldes seda vahetult ümbritseva RAM-iga. Täiendav latentsusaeg vähendab süsteemi jõudlust mitmel viisil. NUMA on viis operatsioonisüsteemi teavitada, et see nii on.

See võimaldab optimeerida mälukasutust ja andmete asukohta andmeid vajava protsessori alusel. Võimaluse korral salvestatakse kõik protsessoris töötavate protsesside andmed otse selle CPU-ga ühendatud RAM-i. Kui kohalikul RAM-il pole piisavalt mahtu, võivad andmed levida teiste protsessorite RAM-i. Jällegi, kus võimalik, minimeeritakse NUMA hüpete arv, et vähendada latentsust.