Hvað er NUMA?

Ef peningar eru ekki vandamál geturðu keypt alla dýrustu neytendatölvuhlutana og smíðað öfluga tölvu til að athuga tölvupóstinn þinn og fletta í gegnum samfélagsmiðla. Auðvitað er það ekki þannig sem flestir kaupa hluti; það er ekki einu sinni hvernig ríkt fólk kaupir hluti, þar sem það er ekki frábær leið til að vera ríkur. Þess í stað skoða flestir hvað þeir vilja gera við tölvu og finna svo tölvu sem er með viðeigandi vélbúnað.

Á heimamarkaði er ágætis valkostur, en þegar þú ert kominn á vinnustöðva- og netþjónamarkaðinn eru nokkrir enn öflugri valkostir fyrir enn meiri peninga. Til dæmis styður besta tölvan sem þú getur smíðað heima 16 kjarna ( eða 24 ef þú telur skilvirknikjarna Intel með ). Þú getur líka fengið öfluga GPU. Tæknilega séð geturðu fengið margar öflugar GPU, en þú getur ekki notað þær saman þar sem SLI/NVLINK er í rauninni dautt.

Á netþjóna- og vinnustöðvamarkaðnum geturðu fengið miklu fleiri kjarna í örgjörva, allt að 96 í EPYC línu AMD. Þú getur líka fengið GPU með hæfari samtengingum og meira VRAM. Örgjörvakjarnar eru hins vegar þar sem miklir peningar fara, sérstaklega í HPC ( High-Performance Computing ), Hyperscaler og Supercomputing heimum. Svo, hvað gerirðu ef þú þarft fleiri en 96 kjarna í einni tölvu? Bættu við fleiri örgjörvum, augljóslega.

Multi-socket móðurborð

Auðvitað geturðu ekki bara skellt öðrum örgjörva á hvaða gamalt móðurborð sem er; það væri hvergi fyrir það að fara. Þú þarft sérstakan vélbúnað. AMD styður getu til að tveir af EPYC miðlara örgjörvum þeirra séu settir á sama móðurborðið. Það býður upp á samtals 192 kjarna eða 384 þræði. Nýjustu miðlara örgjörvar Intel náðu hámarki í 40 kjarna, þó fyrri kynslóðin var með 56 kjarna líkan. Intel styður hins vegar allt að 8 örgjörva á einu móðurborði. Það eru 320 eða 448 kjarna og 640 eða 896 þræðir. Þó að þetta sé of mikið til að skoða Instagram, getur sumt vinnuálag notað öll þessi hestöflur.

Vandamálið kemur frá minninu. Fjórir hlutir takmarka almennt örgjörva. Hið fyrsta er skortur á hlutum til að gera; stundum er örgjörvinn bara ekki hlaðinn. Næst hefurðu kraft, það er aðeins svo mikið afl sem þú getur dregið áður en þú byrjar að skemma örgjörvann og takmarkanir eru til staðar til að tryggja að örgjörvinn sé ekki í hættu á að brenna út þegar hann er undir fullu álagi. Þú hefur líka nátengda hitaþrýstinginn, því meira afl sem þú notar, því meiri hita framleiðir þú og verður að dreifa; ofhitnun er alveg jafn slæm og of mikið afl þar sem hlutirnir byrja að bráðna. Hin takmörkunin er minnisaðgangur.

Örgjörvi þarf venjulega mikið af gögnum til að framkvæma mikla vinnslu. Allt þetta er geymt í vinnsluminni. Því miður er vinnsluminni frekar hægt miðað við örgjörva. Þetta getur látið það vera aðgerðalaust í „aldir“ áður en það fær gögnin sem það þarf til að starfa. CPU skyndiminni hjálpar mikið, en það er svo lítið að það nær ekki yfir allt, og það þarf að komast í aðalminnið.

Minni bið

Til að lágmarka áhrif þess að vinnsluminni sé hægt er það líkamlega sett eins nálægt örgjörvanum og mögulegt er. Þetta er ástæðan fyrir því að vinnsluminni er alltaf staðsett beint við hliðina á CPU-innstungunni á móðurborðinu. En hvað gerist ef þú ert með marga örgjörva á einu móðurborði? Þá er annar aðgangstími fyrir örgjörva til að fá aðgang að minni sínu samanborið við minnið við hlið annars. "Ó nei," gætirðu sagt, "sumt minni er aðeins hægara." En þetta er raunverulegt mál sem getur haft furðu mikil áhrif á frammistöðu. Þetta hugtak er kallað Non-Uniform Memory Access, eða NUMA.

NUMA felur í sér að útvega vélbúnað fyrir stýrikerfið til að skilja að þó að það hafi aðgang að öllu minni, eru sumir hlutar valdir fyrir ákveðna hluti fram yfir aðra. Þar sem það er mögulegt geymir stýrikerfið síðan gögn fyrir verkefni sem keyra á CPU1 í vinnsluminni beint við hliðina á CPU1. Á sama hátt eru gögn sem eru nauðsynleg fyrir verkefni sem keyrir á CPU2 geymd í vinnsluminni beint við hliðina á CPU2. Auðvitað, með takmarkaða vinnsluminni og gríðarstór gagnasöfn, er ekki alltaf mögulegt að vera innan þessara marka. Samt sem áður er allt gert og hefur veruleg áhrif á frammistöðu.

Aðgangur að minni yfir einni rás er einnig í röð. Þetta þýðir að þegar tveir mismunandi örgjörvar reyna að fá aðgang að gögnum á sömu rás, annar beintengdur við DIMM og hinn NUMA hoppar í burtu, þarf önnur beiðni ekki aðeins að bíða, aðgerðalaus, eftir beiðni sinni heldur einnig beiðni hinnar örgjörva. Sem slík, þar sem hægt er, ættu gögn að vera geymd á vinnsluminni beint við hliðina á örgjörvanum sem þarfnast þeirra.

Niðurstaða

NUMA stendur fyrir Non-Uniform Memory Access. Það er hugtak sem notað er í tölvukerfum með marga líkamlega örgjörva. Það vísar til þess að einn örgjörvi mun hafa aðra minnisleynd en vinnsluminni sem umlykur hann beint samanborið við vinnsluminni í kringum annan örgjörva. Auka leynd dregur úr afköstum kerfisins á marga vegu. NUMA er leið til að upplýsa stýrikerfið um að svo sé.

Það gerir það kleift að hámarka minnisnotkun og gagnastaðsetningu byggt á örgjörvanum sem þarfnast gagna. Þar sem hægt er eru öll gögn fyrir ferlana sem keyra á örgjörva geymd í vinnsluminni sem er beint tengt við þann örgjörva. Þegar staðbundið vinnsluminni hefur ekki næga afkastagetu geta gögn borist yfir í vinnsluminni í kringum aðra örgjörva. Aftur þar sem hægt er, er fjöldi NUMA hoppa lágmarkaður til að draga úr leynd.