A largura de banda utilizada na UMA para a memória é restrita, pois usa um único controlador de memória. O principal motivo do advento das máquinas NUMA é aumentar a largura de banda disponível para a memória usando vários controladores de memória.
Gráfico de comparação
| Base para comparação | UMA | NUMA |
|---|---|---|
| Basic | Usa um único controlador de memória | Controlador de memória múltipla |
| Tipo de ônibus usados | Único, múltiplo e transversal. | Árvore e hierárquica |
| Tempo de acesso à memória | Igual | Altera de acordo com a distância do microprocessador. |
| Adequado para | Aplicativos de uso geral e compartilhamento de tempo | Aplicativos em tempo real e tempo crítico |
| Rapidez | Mais devagar | Mais rápido |
| Largura de banda | Limitado | Mais que UMA. |
Definição de UMA
O sistema UMA (Uniform Memory Access) é uma arquitetura de memória compartilhada para os multiprocessadores. Neste modelo, uma única memória é usada e acessada por todos os processadores presentes no sistema multiprocessador com a ajuda da rede de interconexão. Cada processador possui o mesmo tempo de acesso à memória (latência) e velocidade de acesso. Pode empregar um único barramento, barramento múltiplo ou comutador de barra transversal. Como ele fornece acesso à memória compartilhada equilibrada, ele também é conhecido como sistemas SMP (multiprocessador simétrico) .
O design típico do SMP é mostrado acima, onde cada processador é conectado pela primeira vez ao cache, em seguida, o cache é vinculado ao barramento. Por fim, o barramento está conectado à memória. Essa arquitetura UMA reduz a contenção do barramento por meio da obtenção das instruções diretamente do cache isolado individual. Ele também fornece uma probabilidade igual para leitura e gravação para cada processador. Os exemplos típicos do modelo UMA são servidores Sun Starfire, servidor alfa Compaq e HP v series.
Definição de NUMA
NUMA (Non-uniform Memory Access) também é um modelo multiprocessador no qual cada processador é conectado com a memória dedicada. No entanto, essas pequenas partes da memória se combinam para criar um único espaço de endereço. O ponto principal a ser considerado aqui é que, diferentemente da UMA, o tempo de acesso da memória depende da distância em que o processador é colocado, o que significa a variação do tempo de acesso à memória. Permite o acesso a qualquer local da memória usando o endereço físico.
Como mencionado acima, a arquitetura NUMA é destinada a aumentar a largura de banda disponível para a memória e para o qual ela usa vários controladores de memória. Ele combina vários núcleos de máquina em " nós ", onde cada núcleo tem um controlador de memória. Para acessar a memória local em uma máquina NUMA, o núcleo recupera a memória gerenciada pelo controlador de memória por seu nó. Enquanto para acessar a memória remota que é manipulada pelo outro controlador de memória, o núcleo envia a solicitação de memória através dos links de interconexão.
A arquitetura NUMA usa a árvore e as redes de barramento hierárquico para interconectar os blocos de memória e os processadores. BBN, TC-2000, SGI Origin 3000, Cray são alguns dos exemplos da arquitetura NUMA.
Principais diferenças entre UMA e NUMA
- O modelo UMA (memória compartilhada) usa um ou dois controladores de memória. Por outro lado, o NUMA pode ter vários controladores de memória para acessar a memória.
- Ônibus únicos, múltiplos e crossbar são usados na arquitetura UMA. Por outro lado, o NUMA usa hierarquização e tipo de árvore de barramentos e conexão de rede.
- Em UMA, o tempo de acesso à memória para cada processador é o mesmo, enquanto no NUMA o tempo de acesso à memória muda à medida que a distância da memória do processador muda.
- Aplicativos de uso geral e de compartilhamento de tempo são adequados para as máquinas UMA. Em contraste, o aplicativo apropriado para NUMA é centrado em tempo real e tempo crítico.
- Os sistemas paralelos baseados em UMA funcionam mais lentamente que os sistemas NUMA.
- Quando se trata de largura de banda UMA, tem largura de banda limitada. Pelo contrário, o NUMA tem largura de banda maior que UMA.
Conclusão
A arquitetura UMA fornece a mesma latência geral para os processadores que acessam a memória. Isso não é muito útil quando a memória local é acessada porque a latência seria uniforme. Por outro lado, em NUMA cada processador tinha sua memória dedicada que elimina a latência quando a memória local é acessada. A latência muda conforme a distância entre o processador e a memória muda (isto é, não uniforme). No entanto, o NUMA melhorou o desempenho em comparação com a arquitetura UMA.
