logo
AOM / Мельник А

12.7.2. Системи з однорідним доступом до пам'яті

У системі UMAспільна пам'ять доступна всім процесорам через комунікаційну мере­жу однаковим чином. Тому всі процесори мають рівний час доступу до будь-якої комірки пам'яті. Комунікаційна мережа, яка використовується в системі UMA,може бути одинич­ною або множинною шиною, координатною мережею чи багатопортовою пам'яттю.

Типова структура системи з однорідним доступом до пам'яті на основі одношинної комунікаційної мережі приведена на рис. 12.19а.

В граничному випадку час пересилання через шину може бути зменшений до нуля після того, як вміст кеш пам'ятей С завантажено від спільної пам'яті. Ця організація пам'яті є найпопулярнішою серед систем із спільною пам'яттю. Вона дозволяє досить просто розширити систему шляхом підключення більшої кількості процесорів. Прикла­ди цієї архітектури - сервери Sun Starfire servers, HP V series, і Compaq AlphaServer GS. Зрозуміло, що продуктивність цієї системи обмежена часом циклу шини. Тому кожен процесор має свою кеш пам'ять, що суттєво зменшує кількість звернень до шини. Наяв­ність багатьох кеш пам'ятей породжує проблему їх когерентності, тобто несуперечності вмісту кеш пам'яті кожного процесора із вмістом спільної основної пам'яті багатопро­цесорної системи. Зазначену проблему вирішують шляхом спостереження за шиною, що з'єднує процесори з пам'яттю, за допомогою контролера кожної кеш пам'яті разом із реалізацію в кожній кеш пам'яті наскрізного запису. Можна також в частині процесорів не використовувати кеш пам'ять.

Проблема когерентності пам'яті є однією з причин того, що багатопроцесорні систе­ми із спільною пам'яттю на основі спільної шини мають невелику кількість процесорів.

442

Так, максимальна кількість процесорів типу Alpha 21264 в системі Compaq Alfa Server GS 140 рівна 14, процесорів РА-8500 в системі HP N9000 - 8, процесорів Power PC 604 у системі RS 6000 - 4.

Як вже вказувалось, використовувана в системі UMAкомунікаційна мережа може бути одиничною чи множинною шиною, координатною мережею чи багатопортовою пам'яттю. На рис. 12.19b та рис. 12.19с подано типові логічні організації багатопроцесор­них систем із спільною пам'яттю на основі топології координатної комутації та багато­ярусної мережі. Тут буквою С позначено локальну кеш пам'ять, I/O - пристрої введення/ виведення, Р - процесори, М - модулі спільної пам'яті.

Структури на основі топології координатної комутації (рис. 12.19а) та багатоярусної мережі (рис.12.19Ь) дозволяють вирішити проблему обмеженої пропускної здатності системи із спільною шиною. Координатний комутатор та багатоярусна мережа забез­печують множинність шляхів з'єднання процесорів та блоків пам'яті. Тому тут кількість процесорів є зазвичай більшою, ніж в системах із спільною шиною.