Kas yra NUMA?

Jei pinigai nėra problema, galite nusipirkti visas brangiausias vartotojų kompiuterių dalis ir sukurti galingą kompiuterį, kad galėtumėte patikrinti el. paštą ir naršyti socialinėje žiniasklaidoje. Žinoma, dauguma žmonių perka daiktus ne taip; net ne tai, kaip turtingi žmonės perka daiktus, nes tai nėra puikus būdas išlikti turtingiems . Vietoj to, dauguma žmonių žiūri, ką nori daryti su kompiuteriu, tada randa kompiuterį su tinkama aparatūra.

Namų rinkoje yra pakankamai daug pasirinkimo, tačiau patekus į darbo stočių ir serverių rinką, yra keletas dar galingesnių variantų už dar daugiau pinigų. Pavyzdžiui, geriausias kompiuteris, kurį galite sukurti namuose, palaiko 16 branduolių ( arba 24, jei skaičiuojate efektyvius „Intel“ branduolius ). Taip pat galite gauti galingą GPU. Techniškai galite gauti kelis galingus GPU, bet negalite jų naudoti kartu, nes SLI/NVLINK iš esmės neveikia.

Serverių ir darbo stočių rinkoje galite gauti daug daugiau branduolių CPU, iki 96 AMD EPYC serijoje. Taip pat galite gauti GPU su daugiau galimybių jungtimis ir daugiau VRAM. Tačiau į procesoriaus branduolius patenka daug pinigų, ypač HPC ( High-Performance Computing ), Hyperscaler ir Supercomputing pasauliuose. Taigi, ką daryti, jei viename kompiuteryje reikia daugiau nei 96 branduolių? Žinoma, pridėkite daugiau procesorių.

Kelių lizdų pagrindinės plokštės

Žinoma, ant bet kurios senos pagrindinės plokštės negalite tiesiog uždėti antrojo procesoriaus; nebūtų kur dingti. Jums reikia konkrečios aparatūros. AMD palaiko galimybę du EPYC serverio procesorius įdėti į tą pačią pagrindinę plokštę. Tai iš viso siūlo 192 branduolius arba 384 gijas. Naujausiuose „Intel“ serverio procesoriuose buvo maksimaliai 40 branduolių, nors ankstesnė karta turėjo 56 branduolių modelį. Tačiau „Intel“ palaiko iki 8 procesorių vienoje pagrindinėje plokštėje. Tai 320 arba 448 branduoliai ir 640 arba 896 gijos. Nors „Instagram“ tikrinimas yra per didelis, kai kurie darbo krūviai gali išnaudoti visas šias arklio galias.

Problema kyla iš atminties. CPU paprastai riboja keturi dalykai. Pirma, trūksta reikalų; kartais CPU tiesiog neįkraunamas. Be to, jūs turite galios, tik tiek energijos galite sunaudoti prieš pradėdami gadinti centrinį procesorių, ir yra nustatytos ribos, užtikrinančios, kad procesoriui negresia perdegimas esant pilnai apkrovai. Taip pat turite glaudžiai susijusį temperatūros slėgį, kuo daugiau energijos naudojate, tuo daugiau šilumos generuojate ir turite išsklaidyti; perkaitimas yra taip pat blogai, kaip ir per daug energijos, nes viskas pradeda tirpti. Kitas apribojimas yra prieiga prie atminties.

CPU paprastai reikia daug duomenų, kad galėtų atlikti daug apdorojimo. Visa tai saugoma RAM. Deja, RAM yra gana lėta, palyginti su procesoriumi. Dėl to jis gali likti neaktyvus „amžiams“, kol gaus duomenis, kurių reikia darbui. CPU talpykla labai padeda, bet ji tokia maža, kad negali visko aprėpti, o prieiti prie pagrindinės atminties reikia.

Atminties delsa

Siekiant sumažinti lėtos RAM poveikį, ji fiziškai dedama kuo arčiau procesoriaus. Štai kodėl RAM visada yra tiesiai šalia pagrindinės plokštės procesoriaus lizdo. Bet kas atsitiks, jei vienoje pagrindinėje plokštėje yra keli CPU? Tada centrinio procesoriaus prieigos laikas skiriasi nuo atminties, esančios šalia kito. „O ne“, – galite pasakyti, „kai kuri atmintis yra šiek tiek lėtesnė“. Tačiau tai yra tikra problema, kuri gali turėti stebėtinai didelį poveikį našumui. Ši koncepcija vadinama nevienodos atminties prieiga arba NUMA.

NUMA apima mechanizmą, skirtą operacinei sistemai suprasti, kad nors ji gali pasiekti visą atmintį, kai kurioms dalims teikiama pirmenybė tam tikriems dalykams, o ne kitoms. Jei įmanoma, OS išsaugo užduočių, vykdomų CPU1, duomenis RAM tiesiai šalia CPU1. Panašiai duomenys, reikalingi užduočiai, vykdomai CPU2, yra saugomi RAM tiesiai šalia CPU2. Žinoma, esant ribotoms RAM talpoms ir dideliems duomenų rinkiniams, ne visada įmanoma laikytis šių ribų. Vis dėlto dedamos visos pastangos ir jos daro didelę įtaką našumui.

Prieiga prie atminties per vieną kanalą taip pat yra nuosekli. Tai reiškia, kad kai du skirtingi centriniai procesoriai bando pasiekti duomenis tame pačiame kanale, vienas tiesiogiai prijungtas prie DIMM, o kitas peršoka NUMA, antrasis prašymas turi ne tik laukti savo užklausos, bet ir kito užklausos. procesorius. Todėl, kai tik įmanoma, duomenys turėtų būti saugomi RAM tiesiai šalia procesoriaus, kuriam jų reikės.

Išvada

NUMA reiškia nevienodą prieigą prie atminties. Tai terminas, naudojamas kompiuterinėse sistemose su keliais fiziniais procesoriais. Tai reiškia, kad vieno procesoriaus atminties vėlavimas skiriasi nuo jį supančios RAM, palyginti su kito procesoriaus RAM. Papildoma delsa mažina sistemos našumą keliais būdais. NUMA yra būdas informuoti operacinę sistemą, kad taip yra.

Tai leidžia optimizuoti atminties naudojimą ir duomenų vietą, atsižvelgiant į CPU, kuriam reikia duomenų. Jei įmanoma, visi CPU vykdomų procesų duomenys yra saugomi RAM, tiesiogiai prijungtoje prie to procesoriaus. Kai vietinėje RAM nepakanka talpos, duomenys gali išsilieti į RAM aplink kitus procesorius. Vėlgi, kur įmanoma, NUMA apynių skaičius sumažinamas iki minimumo, siekiant sumažinti delsą.