Kaj je NUMA?

Če denar ni problem, lahko kupite vse najdražje dele potrošniških osebnih računalnikov in sestavite mogočen računalnik za preverjanje e-pošte in brskanje po družbenih medijih. Seveda večina ljudi stvari ne kupuje tako; niti ni pomembno, kako bogati ljudje kupujejo stvari, saj to ni odličen način, da ostaneš bogat. Namesto tega večina ljudi pogleda, kaj bi radi počeli z računalnikom, nato pa najde računalnik z ustrezno strojno opremo.

Na domačem trgu je na voljo dostojna izbira, ko pa pridete na trg delovnih postaj in strežnikov, je na voljo nekaj še zmogljivejših možnosti za še več denarja. Na primer, najboljši računalnik, ki ga lahko sestavite doma, podpira 16 jeder ( ali 24, če štejete Intelova učinkovita jedra ). Dobite lahko tudi zmogljiv grafični procesor. Tehnično lahko dobite več zmogljivih grafičnih procesorjev, vendar jih ne morete uporabljati skupaj, saj je SLI/NVLINK v bistvu mrtev.

Na trgu strežnikov in delovnih postaj lahko dobite veliko več jeder v CPE, do 96 v liniji AMD EPYC. Dobite lahko tudi grafične procesorje z zmogljivejšimi povezavami in več VRAM-a. Jedra CPU pa so tista, kamor gre veliko denarja, zlasti v svetovih HPC ( visoko zmogljivo računalništvo ), Hyperscaler in superračunalništvo. Torej, kaj storiti, če potrebujete več kot 96 jeder v enem računalniku? Dodajte več procesorjev, seveda.

Matične plošče z več vtičnicami

Seveda ne morete preprosto namestiti drugega CPU-ja na katero koli staro matično ploščo; ne bi bilo kam iti. Potrebujete posebno strojno opremo. AMD podpira možnost namestitve dveh svojih strežniških procesorjev EPYC na isto matično ploščo. To ponuja skupno 192 jeder ali 384 niti. Najnovejši Intelovi strežniški procesorji so dosegli največ 40 jeder, čeprav je prejšnja generacija vsebovala 56-jedrni model. Intel pa podpira do 8 procesorjev na eni matični plošči. To je 320 ali 448 jeder in 640 ali 896 niti. Čeprav je to pretirano za preverjanje Instagrama, lahko nekatere delovne obremenitve porabijo vse te konjske moči.

Težava izvira iz spomina. Štiri stvari na splošno omejujejo procesorje. Prvi je pomanjkanje stvari za početi; včasih procesor enostavno ni obremenjen. Nato imate moč, energije, ki jo lahko porabite, je le toliko, preden začnete poškodovati CPE, vzpostavljene pa so tudi omejitve, ki zagotavljajo, da CPE ni izpostavljen nevarnosti izgorevanja, ko je pod polno obremenitvijo. Imate tudi tesno povezan temperaturni tlak, več energije kot porabite, več toplote ustvarite in jo morate odvesti; pregrevanje je prav tako slabo kot preveč energije, saj se stvari začnejo topiti. Druga omejitev je dostop do pomnilnika.

CPE običajno potrebuje veliko podatkov, da izvede veliko obdelav. Vse to je shranjeno v RAM-u. Na žalost je RAM precej počasen v primerjavi s CPE. To ga lahko pusti v mirovanju več let, preden dobi podatke, ki jih potrebuje za delovanje. Predpomnilnik procesorja zelo pomaga, vendar je tako majhen, da ne more pokriti vsega, poleg tega je treba dostopati do glavnega pomnilnika.

Zakasnitev pomnilnika

Da bi zmanjšali učinek počasnega pomnilnika RAM, ga fizično postavimo čim bližje procesorju. Zato je RAM vedno nameščen neposredno ob vtičnici CPE na matični plošči. Toda kaj se zgodi, če imate na eni matični plošči več procesorjev? Potem obstaja drugačen dostopni čas za CPE za dostop do svojega pomnilnika v primerjavi s pomnilnikom poleg drugega. "Oh ne," bi lahko rekli, "nekateri spomin je nekoliko počasnejši." Toda to je dejansko vprašanje, ki lahko presenetljivo močno vpliva na delovanje. Ta koncept se imenuje neenoten dostop do pomnilnika ali NUMA.

NUMA vključuje zagotavljanje mehanizma, s katerim operacijski sistem razume, da čeprav lahko dostopa do celotnega pomnilnika, imajo nekateri deli za določene stvari prednost pred drugimi. Kjer je mogoče, OS nato shrani podatke za naloge, ki se izvajajo na CPU1, v RAM neposredno poleg CPU1. Podobno so podatki, potrebni za nalogo, ki se izvaja na CPU2, shranjeni v RAM-u neposredno poleg CPU2. Seveda z omejenimi zmogljivostmi RAM-a in ogromnimi nabori podatkov ostajanje v teh mejah ni vedno mogoče. Kljub temu se potrudimo po najboljših močeh in pomembno vplivamo na uspešnost.

Tudi dostop do pomnilnika prek enega kanala je zaporedni. To pomeni, da ko dva različna procesorja poskušata dostopati do podatkov na istem kanalu, eden je neposredno povezan z modulom DIMM, drugi pa NUMA odskoči, mora druga zahteva čakati v mirovanju ne samo na svojo zahtevo, ampak tudi na zahtevo drugega. procesor. Zato naj bodo podatki, kadar koli je to mogoče, shranjeni v pomnilniku RAM neposredno poleg procesorja, ki jih bo potreboval.

Zaključek

NUMA pomeni neenoten dostop do pomnilnika. To je izraz, ki se uporablja v računalniških sistemih z več fizičnimi procesorji. Nanaša se na dejstvo, da bo imel en CPE drugačno zakasnitev pomnilnika glede na RAM, ki ga neposredno obkroža, v primerjavi z RAM-om, ki obkroža drug CPE. Dodatna zakasnitev zmanjša zmogljivost sistema na več načinov. NUMA je način za obveščanje operacijskega sistema, da je temu tako.

Omogoča optimizacijo uporabe pomnilnika in lokacije podatkov glede na CPE, ki potrebuje podatke. Kjer je mogoče, so vsi podatki za procese, ki se izvajajo na CPE, shranjeni v RAM-u, ki je neposredno povezan s tem CPE. Ko lokalni RAM nima dovolj zmogljivosti, se lahko podatki prelijejo v RAM okoli drugih procesorjev. Kjer je mogoče, je število skokov NUMA minimizirano, da se zmanjša zakasnitev.