Servidor tres sistemas principales SMP, NUMA, MPP introducción

Desde la perspectiva de la arquitectura del sistema, los servidores comerciales actuales se pueden dividir aproximadamente en tres categorías, a saber, multiprocesador simétrico (SMP) y acceso a memoria no uniforme (NUMA). Y estructura de procesamiento paralelo masivo (MPP: Massive Parallel Processing). Sus características se describen a continuación:
SMP (Symmetric Multi-Processor) de
llama una configuración multiprocesador simétrico, el servidor se refiere a la pluralidad de CPU simétrico de trabajo no Primaria o secundaria o afiliación. Cada CPU comparte la misma memoria física y cada CPU accede al mismo tiempo en cualquier dirección en la memoria. Por lo tanto, SMP también se denomina acceso uniforme a la memoria (UMA). Las formas de ampliar los servidores SMP incluyen aumentar la memoria, usar CPU más rápidas, aumentar las CPU, expandir las E /S (número de ranuras y buses) y agregar más dispositivos externos (generalmente almacenamiento en disco). La principal característica de servidor
SMP es compartida, todos los recursos del sistema (CPU, memoria, E /S, etc.) son compartidos. Es precisamente debido a esta característica que el principal problema del servidor SMP es que su capacidad de expansión es muy limitada. Para los servidores SMP, cada enlace compartido puede causar cuellos de botella en la expansión del servidor SMP, y el más limitado es la memoria. Dado que cada CPU debe acceder al mismo recurso de memoria a través del mismo bus de memoria, a medida que aumenta el número de CPU, los conflictos de acceso a la memoria aumentarán rápidamente, lo que eventualmente causará un desperdicio de recursos de la CPU y reducirá en gran medida la eficacia del rendimiento de la CPU. Los experimentos han demostrado que la mejor utilización de la CPU para los servidores SMP es de 2 a 4 CPU. La figura 1.SMP
estado de utilización de la CPU del servidor

NUMA (Non-Uniform Memory Access)
en la escalabilidad SMP debido
Las limitaciones de esto, la gente comenzó a explorar cómo expandir efectivamente la tecnología para construir grandes sistemas, NUMA es uno de los resultados de este esfuerzo. Con la tecnología NUMA, se pueden combinar docenas de CPU (o incluso cientos de CPU) en un solo servidor. Su configuración del módulo de la CPU mostrada en la Figura 2: Características básicas
figura 2.NUMA configuración del módulo de la CPU del servidor servidor
NUMA tiene una pluralidad de módulos de CPU, cada uno El módulo de la CPU está compuesto de varias CPU (como cuatro) y tiene una memoria local independiente, ranuras de E /S y similares. Debido a que los nodos pueden conectarse e intercambiar información a través de módulos de interconexión (como Crossbar Switch), cada CPU puede acceder a la memoria completa del sistema (esta es una diferencia importante entre los sistemas NUMA y los sistemas MPP). Obviamente, acceder a la memoria local será mucho más rápido que acceder a la memoria remota (memoria de otros nodos en el sistema), por lo que el almacenamiento no uniforme tiene acceso a NUMA. Debido a esta característica, para utilizar mejor el rendimiento del sistema, es necesario minimizar la interacción de la información entre los diferentes módulos de la CPU al desarrollar aplicaciones. Con la tecnología NUMA, el problema de expansión del sistema SMP original se puede resolver mejor y se pueden admitir cientos de CPU en un servidor físico. Los ejemplos de servidores NUMA típicos incluyen el Superdome de HP, SUN15K, IBMp690 y otros. La tecnología NUMA
pero también tiene algunos defectos, debido a la latencia de acceso a memoria remota es mucho más que la memoria local, por lo que cuando el número de CPU, el rendimiento del sistema no puede aumentar linealmente. Por ejemplo, cuando HP lanzó el servidor Superdome, publicó su valor de rendimiento relativo con otros servidores UNIX de HP. Encontró que el valor de rendimiento relativo del Superdome de CPU de 64 vías (estructura NUMA) es 20, mientras que el N4000 de 8 vías (estructura SMP compartida). El valor de rendimiento relativo es 6.3. De este resultado, podemos ver que 8 veces el número de CPU es solo una mejora de rendimiento 3x.
Figura 3.MPP diagrama de arquitectura de servidor