Kas ir NUMA?

Ja nauda nav problēma, varat iegādāties visas dārgākās patēriņa datoru daļas un izveidot jaudīgu datoru, lai pārbaudītu savu e-pastu un ritinātu sociālos medijus. Protams, lielākā daļa cilvēku nepērk lietas šādā veidā; tas pat nav tas, kā bagāti cilvēki pērk lietas, jo tas nav lielisks veids, kā palikt bagātam . Tā vietā lielākā daļa cilvēku aplūko, ko viņi vēlas darīt ar datoru, un pēc tam atrod datoru, kuram ir piemērota aparatūra.

Vietējā tirgū izvēle ir pietiekami liela, taču, tiklīdz esat nokļuvis darbstaciju un serveru tirgū, ir dažas vēl jaudīgākas iespējas par vēl lielāku naudu. Piemēram, labākais dators, ko varat izveidot mājās, atbalsta 16 kodolus ( vai 24, ja saskaita Intel efektivitātes kodolus ). Varat arī iegūt jaudīgu GPU. Tehniski jūs varat iegūt vairākus jaudīgus GPU, taču jūs nevarat tos izmantot kopā, jo SLI/NVLINK būtībā ir miris.

Serveru un darbstaciju tirgū jūs varat iegūt daudz vairāk kodolu CPU, līdz pat 96 AMD EPYC klāstā. Varat arī iegūt GPU ar jaudīgākiem starpsavienojumiem un vairāk VRAM. Tomēr CPU kodoli ir tie, kur tiek tērēta daudz naudas, jo īpaši HPC ( augstas veiktspējas skaitļošanas ), hiperskalera un superskaitļošanas pasaulē. Tātad, ko darīt, ja jums ir nepieciešami vairāk nekā 96 kodoli vienā datorā? Acīmredzot pievienojiet vairāk CPU.

Vairāku ligzdu mātesplates

Protams, jūs nevarat vienkārši iepļaukāt otru CPU jebkurai vecai mātesplatei; tam nebūtu kur iet. Jums ir nepieciešama īpaša aparatūra. AMD atbalsta iespēju divus EPYC servera CPU novietot vienā mātesplatē. Tas kopumā piedāvā 192 kodolus vai 384 pavedienus. Intel jaunākie serveru centrālie procesori sasniedza 40 kodolus, lai gan iepriekšējā paaudze piedāvāja 56 kodolu modeli. Tomēr Intel atbalsta līdz 8 CPU vienā mātesplatē. Tas ir 320 vai 448 kodoli un 640 vai 896 pavedieni. Lai gan tas ir pārspīlēts, lai pārbaudītu Instagram, dažas darba slodzes var izmantot visus šos zirgspēkus.

Problēma nāk no atmiņas. CPU parasti ierobežo četras lietas. Pirmais ir darāmo lietu trūkums; dažreiz CPU vienkārši netiek ielādēts. Tālāk jums ir jauda, ​​ir tikai tik daudz jaudas, ko varat patērēt, pirms sākat sabojāt centrālo procesoru, un ir noteikti ierobežojumi, lai nodrošinātu, ka CPU netiek pakļauts izdegšanas riskam, kad tas ir pilnībā noslogots. Jums ir arī cieši saistītais temperatūras spiediens, jo vairāk enerģijas jūs izmantojat, jo vairāk siltuma jūs ģenerējat un ir jāizkliedē; pārkaršana ir tikpat slikta kā pārāk liela jauda, ​​jo lietas sāk kust. Otrs ierobežojums ir piekļuve atmiņai.

CPU parasti ir nepieciešams daudz datu, lai veiktu lielu apstrādi. Tas viss tiek saglabāts RAM. Diemžēl RAM ir diezgan lēns, salīdzinot ar centrālo procesoru. Tas var atstāt to dīkstāvē uz "vecumiem", pirms tiek iegūti darbībai nepieciešamie dati. CPU kešatmiņa ļoti palīdz, taču tā ir tik maza, ka nevar aptvert visu, un ir jāpiekļūst galvenajai atmiņai.

Atmiņas latentums

Lai samazinātu RAM lēnas darbības ietekmi, tā ir fiziski novietota pēc iespējas tuvāk centrālajam procesoram. Tāpēc RAM vienmēr atrodas tieši blakus CPU ligzdai mātesplatē. Bet kas notiek, ja vienā mātesplatē ir vairāki CPU? Tad centrālajam procesoram ir atšķirīgs piekļuves laiks, lai piekļūtu savai atmiņai, salīdzinot ar atmiņu, kas atrodas blakus citam. "Ak, nē," jūs varētu teikt, "dažāda atmiņa ir nedaudz lēnāka." Bet šī ir aktuāla problēma, kurai var būt pārsteidzoši liela ietekme uz veiktspēju. Šo koncepciju sauc par nevienmērīgu atmiņas piekļuvi jeb NUMA.

NUMA ietver mehānisma nodrošināšanu, lai operētājsistēma saprastu, ka, lai gan tā var piekļūt visai atmiņai, dažām daļām ir priekšroka noteiktām lietām, nevis citām. Ja iespējams, operētājsistēma pēc tam saglabā datus par uzdevumiem, kas darbojas CPU1, operatīvajā atmiņā tieši blakus CPU1. Tāpat dati, kas nepieciešami uzdevumam, kas darbojas CPU2, tiek glabāti RAM tieši blakus CPU2. Protams, ar ierobežotām RAM ietilpībām un apjomīgām datu kopām ne vienmēr ir iespējams palikt šajās robežās. Tomēr tiek darīts viss iespējamais, un tas būtiski ietekmē veiktspēju.

Piekļuve atmiņai pa vienu kanālu ir arī secīga. Tas nozīmē, ka tad, kad divi dažādi CPU mēģina piekļūt datiem vienā kanālā, viens ir tieši savienots ar DIMM, bet otrs ir NUMA lēciena attālumā, otrajam pieprasījumam ne tikai jāgaida savs pieprasījums, bet arī otra pieprasījuma. procesors. Tādējādi, kur vien iespējams, dati ir jāuzglabā RAM tieši blakus CPU, kuram tie būs nepieciešami.

Secinājums

NUMA apzīmē Non-Uniform Memory Access. Tas ir termins, ko lieto datorsistēmās ar vairākiem fiziskiem CPU. Tas attiecas uz faktu, ka vienam CPU būs atšķirīgs atmiņas latentums salīdzinājumā ar RAM, kas to tieši ieskauj, salīdzinot ar RAM, kas ieskauj citu CPU. Papildu latentums samazina sistēmas veiktspēju vairākos veidos. NUMA ir veids, kā informēt operētājsistēmu, ka tas tā ir.

Tas ļauj optimizēt atmiņas lietojumu un datu atrašanās vietu, pamatojoties uz centrālo procesoru, kuram ir nepieciešami dati. Ja iespējams, visi dati par procesiem, kas darbojas CPU, tiek glabāti RAM, kas ir tieši pievienots šim CPU. Ja vietējai operatīvajai atmiņai nav pietiekami daudz ietilpības, dati var nonākt RAM ap citiem CPU. Atkal, kur iespējams, NUMA apiņu skaits tiek samazināts līdz minimumam, lai samazinātu latentumu.