38、共享内存计算机架构详解

共享内存计算机架构详解

1. 引言

在高性能计算领域，共享内存计算机架构（Shared Memory Computer Architecture）扮演着至关重要的角色。这类架构允许多个处理器共享同一块物理内存，极大地简化了多线程和并行程序的开发。本文将深入探讨共享内存计算机架构的特点、工作机制及其在实际应用中的表现。

2. 共享内存计算机架构概述

共享内存计算机架构主要分为两种类型：对称多处理器（SMP，Symmetric MultiProcessing）和非统一内存访问（NUMA，Non-Uniform Memory Access）。这两种架构在设计和性能上有显著差异，适用于不同类型的应用场景。

2.1 对称多处理器（SMP）

SMP架构中，所有处理器都能平等地访问相同的物理内存地址空间，并且每个处理器拥有相同的权限和责任。这种架构的优点在于其设计简单，易于实现和维护，适合中小型多处理器系统。然而，随着处理器数量的增加，SMP架构的性能瓶颈逐渐显现，特别是在内存带宽和访问延迟方面。

2.1.1 SMP架构特点

• 平等访问 ：所有处理器都能平等地访问相同的物理内存地址空间。
• 相同权限 ：每个处理器拥有相同的权限和责任。
• 简单设计 ：易于实现和维护，适合中小型多处理器系统。

2.1.2 SMP架构示例

处理器