NUMA与英特尔下一代Xeon处理器学习心得（1）

最新推荐文章于 2024-02-27 08:40:04 发布

原创最新推荐文章于 2024-02-27 08:40:04 发布 · 623 阅读

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#英特尔 #processing #parallel #access #工作 #企业应用

本文介绍了三种主流企业服务器架构：SMP、NUMA和MPP，并重点解析了NUMA架构的特点和优势，包括其如何结合SMP和MPP的优点，以及在最新英特尔Xeon处理器中的应用。

作为一名工程师，一名做技术的工程师，NUMA也是我的近期工作重点之一。在工作时间，在茶余饭后，也看了些NUMA的资料，学习了英特尔下一代Xeon处理器。这里就是我的一点小结，一点心得，和感兴趣的朋友分享分享。

因时间有限，每次就总结一部分，慢慢道来，欲知详情，下回分晓！

一、概述

从系统架构来说，目前的主流企业服务器基本可以分为三类：SMP (Symmetric Multi Processing，对称多处理架构)，NUMA (Non-Uniform Memory Access，非一致存储访问架构)，和MPP (Massive Parallel Processing，海量并行处理架构)。三种架构各有特点，本文将重点聊聊NUMA。

为了了解NUMA，我这里就介绍一下NUMA与其他两种Non-NUMA的主要区别。

1．SMP（Symmetric Multi Processing）

SMP是非常常见的一种架构。在SMP模式下，多个处理器均对称的连接在系统内存上，所有处理器都以平等的代价访问系统内存。它的优点是对内存的访问是平等、一致的；缺点是因为大家都是一致的，在传统的 SMP 系统中，所有处理器都共享系统总线，因此当处理器的数目增多时，系统总线的竞争冲突迅速加大，系统总线成为了性能瓶颈，所以目前 SMP 系统的处理器数目一般只有数十个，可扩展性受到很大限制。

2．MPP (Massive Parallel Processing)

MPP则是逻辑上将整个系统划分为多个节点，每个节点的处理器只可以访问本身的本地资源，是完全无共享的架构。节点之间的数据交换需要软件实施。它的优点是可扩展性非常好；缺点是彼此数据交换困难，需要控制软件的大量工作来实现通讯以及任务的分配、调度，对于一般的企业应用而言过于复杂，效率不高。

3．NUMA（Non-Uniform Memory Access）

NUMA架构则在某种意义上是综合了SMP和MPP的特点：逻辑上整个系统也是分为多个节点，每个节点可以访问本地内存资源，也可以访问远程内存资源，但访问本地内存资源远远快于远程内存资源。它的优点是兼顾了SMP和MPP的特点, 易于管理，可扩充性好；缺点是访问远程内存资源的所需时间非常的大。

在实际系统中使用比较广的是SMP和NUMA架构。像传统的英特尔IA架构就是SMP，而很多大型机采用了NUMA架构。

现在已经进入了多核时代，随着核数的越来越多，对于内存吞吐量和延迟有了更高的要求。正是考虑到这种需求，NUMA架构出现在了最新的英特尔下一代Xeon处理器中。