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  • 台计算机共享内存 共享内存多处理器 (Shared Memory Multiprocessor) There are three types of shared memory multiprocessor: 共有三种类型的共享内存多处理器: UMA (Uniform Memory Access) UMA(统一内存...

    多台计算机共享内存

    共享内存多处理器 (Shared Memory Multiprocessor)

    There are three types of shared memory multiprocessor:

    共有三种类型的共享内存多处理器:

    1. UMA (Uniform Memory Access)

      UMA(统一内存访问)

    2. NUMA (Non- uniform Memory Access)

      NUMA(非统一内存访问)

    3. COMA (Cache Only Memory)

      COMA(仅缓存内存)

    1)UMA(统一内存访问) (1) UMA (Uniform Memory Access))

    In this type of multiprocessor, all the processors share a unique centralized memory so, that each CPU has the same memory access time.

    在这种类型的多处理器中,所有处理器共享唯一的集中式内存,以便每个CPU具有相同的内存访问时间。

    UMA

    2)NUMA(非统一内存访问) (2) NUMA (Non- uniform Memory Access))

    In the NUMA multiprocessor model, the access time varies with the location of the memory word. Here the shared memory is physically distributed among all the processors called local memories.

    NUMA多处理器模型中 ,访问时间随存储字的位置而变化。 在这里,共享内存在物理上分布在所有称为本地内存的处理器之间。

    So, we can call this as a distributed shared memory processor.

    因此,我们可以称其为分布式共享内存处理器。

    NUMA

    3)COMA(仅缓存内存) (3) COMA (Cache Only Memory))

    The COMA model is a special case of a non-uniform memory access model; here all the distributed local memories are converted into cache memories. Data can migrate and can be replicated in various memories but cannot be permanently or temporarily stored.

    COMA模型是非均匀内存访问模型的特例; 在这里,所有分布式本地内存都转换为高速缓存。 数据可以迁移并可以在各种内存中复制,但是不能永久或临时存储。

    COMA

    We have discussed different types of shared-memory multiprocessors. Now we are moving forward to take a short overview of instruction execution.

    我们讨论了不同类型的共享内存多处理器 。 现在,我们将对指令执行进行简要概述。

    指令执行 (Instruction Execution)

    Now, first of all, what is an instruction, any command that we pass to a computer or system to perform is known as an instruction. A typical instruction consists of a sequence of operations that are fetched, decode, operand fetches, execute and write back. These phases are ideal for overlap execution on a pipeline.

    现在,首先,什么是指令,我们传递给计算机或系统要执行的任何命令都称为指令。 典型的指令由一系列的操作组成,这些操作被提取,解码,取操作数,执行和回写。 这些阶段非常适合在管道上执行重叠。

    Shared memory

    There are two ways of executing an instruction in a pipeline system and a non-pipeline system.

    在管道系统和非管道系统中有两种执行指令的方式。

    In a non-pipeline system single hardware component which can take only one task at a time from its input and produce the result at the output.

    在非管道系统中,单个硬件组件一次只能从其输入执行一项任务,并在输出端产生结果。

    On the other hand in case of a pipeline system single hardware component we can split the hardware resources into small components or segments.

    另一方面,在流水线系统中,只有一个硬件组件,我们可以将硬件资源拆分为较小的组件或段。

    Disadvantages of non-pipeline

    非管道的缺点

    • We process only one input at a single time.

      我们一次只能处理一个输入。

    • Production of partial or segmented output is not possible in the case of the non-pipeline system.

      在非管道系统中,无法产生部分或分段输出。

    When you will read in deep about pipeline system you will discover pipeline are linear and non-linear also and further linear pipelines are also classified into synchronous and asynchronous.

    当您深入了解管道系统时,您会发现管道也是线性和非线性的,进一步的线性管道也分为同步和异步。

    As this article was only about the introduction of instruction execution so, we will get further inside the pipeline system.

    由于本文仅是关于指令执行的介绍,因此,我们将深入了解流水线系统。

    Conclusion:

    结论:

    In the above article we have discussed the shared memory multiprocessor and introduction instruction execution, I hope you all have gathered the concepts strongly. For further queries, you shoot your questions in the comment section below.

    在以上文章中,我们讨论了共享内存多处理器和入门指令的执行 ,希望大家都认真收集了这些概念。 如有其他疑问,请在下面的评论部分中提出问题。

    翻译自: https://www.includehelp.com/basics/shared-memory-multiprocessor-and-instruction-execution-computer-architecture.aspx

    多台计算机共享内存

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  • 多处理器系统

    千次阅读 2014-02-26 15:40:49
    随着生产力的发展需求,普通的计算机将无法...多处理器系统是指包含两台或台功能相近的处理器,处理器之间彼此可以交换数据,所有处理器共享内存,I/O设备,控制器,及外部设备,整个硬件系统由统一的操作系统控制

    随着生产力的发展需求,普通的计算机将无法满足信息化社会环境对生产能力的高速度和高精度要求,而在量子计算机出现之前,非巨型机的多处理器系统将是一种单位处理时间高于集群,大数据任务系统综合响应时间能媲美单机任务的的一个选项。

    多处理器系统

    多处理器系统是指包含两台或多台功能相近的处理器,处理器之间彼此可以交换数据,所有处理器共享内存,I/O设备,控制器,及外部设备,整个硬件系统由统一的操作系统控制,在处理器和程序之间实现作业、任务、程序、数组极其元素各级的全面并行。

    多处理器结构

    一般认为, 多处理器的概念应包含以下几点:
    (1) 包含两台或多台功能相近的处理器, 且彼此可交换数据;
    (2) 所有处理器共享内存
    (3) 所有处理器都共享I/O通道、 控制器和外部设备
    (4) 整个系统由统一的操作系统控制, 在处理器和程序之间实现作业、 任务、 程序段 数组及其元素各级的全面并行。

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  • 作者: sy8111 (1 篇文章) 日期: 二月 26, 2010 在 11:39 下午 1. 背景介绍 首先简单说一下计算机中处理器-...缓存中存放了最经常被访问的内存数据,CPU在很大程度上只需要访问高速缓存,大大提高了系统

    作者: sy8111 (1 篇文章) 日期: 二月 26, 2010 在 11:39 下午

    1. 背景介绍

    首先简单说一下计算机中处理器-内存体系结构。由于CPU速度远大于内存访问速度,现代CPU设计中都引入了缓存(cache)作为CPU和内存两者之间交流的缓冲中介。缓存的速度也介于两者之间。缓存中存放了最经常被访问的内存数据,CPU在很大程度上只需要访问高速缓存,大大提高了系统性能。系统对缓存进行读写的单位被称作缓存行(cache line)。大家知道系统对内存的操作单位一般是word,如果对缓存操作也用word作单位,就显得太小,缺乏效率,因此一般cache line大概是8个word,这是缓存与内存沟通的最小单位。

    在可以预见的几年内,计算机系统会逐渐向多核心CPU或者多CPU结构过渡,出现多个处理核心共享内存的局面。一个很自然的问题马上出现,那就是多个处理核心对单一内存资源的访问冲突。这个冲突本来不难解决,只要给内存访问加锁就可以了。但是,当把缓存纳入考虑范围时,情况就复杂了。缓存是集成在每个CPU内部的小内存,除了这个CPU,其他CPU不能访问。而按照单CPU系统的简单缓存设计,缓存并不能察觉除本CPU以外的外部因素对内存内容的修改。因此,假设出现下面的情况:处理器A将内存中某块内容C读入自己的缓存,并在缓存中修改了该内容,然后处理器B也将内存中这块内容C读入自己的缓存,那么,B看到的只是原始版本的内容,而看不到存在于A缓存中的更新的内容,这就产生了内容不一致的问题。多处理器系统一般是设计控制协议来协调各个CPU缓存读写,保证内容一致,以解决这种冲突。

    2. 伪共享

    顾名思义,“伪共享”就是“其实不是共享”。那什么是“共享”?多CPU同时访问同一块内存区域就是“共享”,就会产生冲突,需要控制协议来协调访问。会引起“共享”的最小内存区域大小就是一个cache line。因此,当两个以上CPU都要访问同一个cache line大小的内存区域时,就会引起冲突,这种情况就叫“共享”。但是,这种情况里面又包含了“其实不是共享”的“伪共享”情况。比如,两个处理器各要访问一个word,这两个word却存在于同一个cache line大小的区域里,这时,从应用逻辑层面说,这两个处理器并没有共享内存,因为他们访问的是不同的内容(不同的word)。但是因为cache line的存在和限制,这两个CPU要访问这两个不同的word时,却一定要访问同一个cache line块,产生了事实上的“共享”。显然,由于cache line大小限制带来的这种“伪共享”是我们不想要的,会浪费系统资源。

    举例来说,当多进程程序操作同一个int型数组int a[100]时,如果进程0只访问a[0],进程1只访问a[1],进程2只访问a[2],... 那么,实际上每个进程不应该发生数据共享。但是,一般cache line可以包含几个int,因此访问同一个cache line内int数组元素的几个进程就需要系统花费额外资源和时间运用控制协议来协调,这是不必要的。在这种情况下,把每个数组元素单独放在一个cache line大小的内存区域里在时间上是最有效率的,然而空间上就变成最没效率的了。

    计算机设计就是处理矛盾的艺术


    原文出处:http://software.intel.com/zh-cn/blogs/2010/02/26/false-sharing/

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  • 对称多处理器系统SMP

    2015-06-30 10:57:57
    现在最普遍的多处理器系统是对称处理器(SMP)系统,每个处理器都要完成操作系统 中的所有任务。SMP中所有处理器地位是相同的,处理器之间没有主从关系。如果有N个CPU, 那么N个进程可以同时运行,当然必须仔细...

          现在最普遍的多处理器系统是对称多处理器(SMP)系统,每个处理器都要完成操作系统

    中的所有任务。SMP中所有处理器地位是相同的,处理器之间没有主从关系,每个处理器装载的

    程序也是一样的。如果有N个CPU,那么N个进程可以同时运行,当然必须仔细控制I/O以确保

    数据到达合适的处理器。SMP系统许进程和资源(包括内存)在各个处理器之间动态共享。

    目前几乎所有的现代操作系统,包括Windows,Linux,Mac OS等都支持SMP。

          最新的CPU设计趋势是将多个计算机内核(core)设计到单个芯片上,他们实际上是多处理器芯片。

    现在双芯片成为主流,而N芯片则在高级系统中越来越常用。


     

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