Suchen

Non-Uniform Memory Access | NUMA

| Redakteur: Gerald Viola

NUMA (Non-Uniform Memory Access) ist eine Methode, mit deren Hilfe ein Mikroprozessor-Cluster in einem Multiprocessing-System so konfiguriert werden kann, dass sich alle Prozessoren

Firma zum Thema

NUMA (Non-Uniform Memory Access) ist eine Methode, mit deren Hilfe ein Mikroprozessor-Cluster in einem Multiprocessing-System so konfiguriert werden kann, dass sich alle Prozessoren den lokalen Speicher teilen können, um so die Leistung und die Erweiterungsfähigkeit des Systems zu verbessern. NUMA wird in symmetrischen Multiprocessing-(SMP-)System verwendet.

Ein SMP-System ist ein eng verknüpftes System, bei dem alles geteilt wird und mehrere Prozessoren mit einem einzigen Betriebssystem einen gemeinsamen Bus bzw. Verbindungspfad nutzen, um den gegenseitigen Speicher anzusprechen. Normalerweise wird SMP dadurch begrenzt, dass der Bus oder Datenpfad beim Hinzufügen weiterer Mikroprozessoren überlastet wird, was zu einem Performance-Engpass führt. NUMA fügt eine Speicherschicht ein, die von wenigen Mikroprozessoren gemeinsam genutzt wird, sodass nicht jeder Datenzugriff über den Hauptbus geleitet werden muss.

NUMA kann man als "Cluster in a Box" betrachten. Der Cluster besteht in der Regel aus vier Mikroprozessoren (beispielsweise vier Pentium Mikroprozessoren), die über einen lokalen Bus (beispielsweise einen Peripheral Component Interconnect Bus) miteinander und mit einem gemeinsamen, L3-Cache genannten Speicher auf einer einzelnen Hauptplatine (oder auch Karte) verbunden sind. Die Einheit kann mit ähnlichen Einheiten eingesetzt werden, um ein symmetrisches Multiprocessing System aufzubauen, in dem ein gemeinsamer SMP Bus alle Cluster verbindet.

Ein System dieser Art enthält in der Regel zwischen 16 und 256 Mikroprozessoren. Für ein Anwendungsprogramm, das auf einem SMP-System läuft, sehen die Speicher der einzelnen Prozessoren wie ein einziger Speicherbereich aus.

Wenn ein Prozessor Daten bei einer bestimmten Speicheradresse sucht, sucht er zunächst im internen L1-Cache des Mikroprozessors, dann im etwas größeren, angrenzenden L1- und L2-Cachechip und dann im dritten Cache, der von der NUMA-Konfiguration bereitgestellt wird, bevor er die Daten im "Remote-Speicher", d.h. in der Nähe der anderen Mikroprozessoren sucht. Jedes Cluster wird von NUMA als "Knoten" im Verbindungsnetzwerk betrachtet. NUMA hat eine hierarchische Sicht der Daten über alle Knoten.

Die Daten werden über den Bus zwischen den Clustern des NUMA SMP-Systems mithilfe der Scalable Coherent Interface (SCI) Technologie transportiert. SCI koordiniert die so genannte "Cache-Kohärenz" der Konsistenz über alle Knoten der multiplen Cluster.

SMP- und NUMA-Systeme werden in der Regel für Anwendungen wie Data Mining und Entscheidungsfindungssysteme eingesetzt, in denen die Verarbeitung an mehrere Prozessoren verteilt werden kann, die eine gemeinsame Datenbank kollaborativ nutzen.

(ID:2021114)