Симметричное мультипроцессирование

Гетерогенные мультикомпьютерные системы.

В мультикомпьютерных системах каждый процессор располагает своим собственным блоком оперативной памяти. При организации соединения нескольких компьютеров требование аппаратной и операционной идентичности обычно не выдвигается. Считается, что при соединении используются коммерческие сетевые устройства.

Компьютеры также могут объединяться по принципу шины или использовать некоторое коммутирующее устройство.

Традиционно большинство расширений достигнуто за счет симметричной многопроцессорности (symmetric multiprocessing, SMP), то есть за счет добавления процессоров, памяти, дисков, сетевых карт на один сервер.

Программная модель SMP, часто называемая моделью разделяемой памяти (shared-memory model), запускает единственную копию ОС с прикладным процессом так, как если бы они находились в однопроцессорной системе.

Важно! Различают симметричное и несимметричное мультипроцессирование. Операционная система, использующая все процессоры компьютера для своих нужд и нужд приложений равноправно, работает в режиме симметричного мультипроцессирования. Операционная система, выделяющая один (или более) процессоров для себя и отдающая оставшиеся процессоры приложениям, работает в режиме несимметричного мультипроцессирования.

SMP является в настоящее время наиболее распространенной параллельной аппаратной архитектурой. SMP-серверы базируются на промышленных стандартных процессорах Intel и Alpha AXP.

Расширение SMP-системы от одного до четырех процессоров обходится не очень дорого. Но расширение четырехпроцессорной системы до восьмипроцессорной уже относительно дороже. Объясняется это тем, что нелинейно растет сложность SMP-системы, поскольку количество взаимосвязей у компонент, каждый из которых имеет собственный интерфейс, оценивается как n², где n – количество компонент. В идеале добавление второго процессора или увеличение в два раза количества дисков увеличивает производительность системы вдвое. Но на практике линейного роста здесь не достигается, т.к. требуется, чтобы все компоненты системы были хорошо расширяемы. Полная архитектура включает в себя аппаратную часть, операционную систему, базу данных, сетевое программное обеспечение и приложения. Взаимосвязи всех этих компонент в расширяемой системе должны учитывать любое увеличение аппаратуры, но в жизни это не так.

Можно привести пример с землекопами. Если один землекоп может выкопать яму 1м Х1м Х 1м за 10 часов, то 100 землекопов не выкопают эту яму в сто раз быстрее! Возникшие трудности совместной работы значительно превышают возможные выгоды.

Для того чтобы принять правильное решение, увеличивающее производительность ИС, требуется тщательно исследовать все имеющиеся и возможные «узкие места», проследить, каким образом рост некоторого показателя повлияет на все (!) компоненты ИС. Например, в Вашей системе узкое место – диск с базой данных. Заменим его на SCASI – контроллер. После этого узким местом может стать сеть.

Отметим только один важный фактор. На уровне программного обеспечения многопроцессорный одновременный доступ к данным должен осуществляться сериями (быть сериализован). Это ограничивает практическую расширяемость для отдельного приложения в SMP-системах с разделяемой памятью.

Несмотря на указанные ограничения, SMP-системы - наиболее общая форма расширяемости. Microsoft Windows NT Server, Windows 2000 и выше, Microsoft SQL Server поддерживают SMP-архитектуру.

Дата добавления: 2014-01-04