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NUMA


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Non-Uniform Memory Access oder kurz NUMA ist Computer-Speicher-Architektur für Multiprozessorsysteme bei denen Zugriffszeiten auf den Speicher vom Ort des abhängen. Ein Prozessor kann auf seinen eigenen als lokal Speicher schneller zugreifen als als auf den anderen Prozessoren im gleichen System verwalteten Speicher.

NUMA-Architekturen sind der logisch nächste Schritt Erhöhung der Skalierbarkeit von SMP -Architekturen.

Cache-Kohärenz und NUMA

Fast alle Rechnerarchitekturen benutzen eine kleine sehr schnellen Speichers der als Cache bezeichnet wird um bei Speicherzugriffen Lokalitätseigenschaften auszunutzen. Bei Verwendung von NUMA sorgt beibehalten der Cache-Kohärenz über den verteilten Speicher zusätzlichen Overhead. Als Beispiel stelle man sich dass ein Prozessor sich Daten aus dem eines anderen Prozessors holt damit Berechnungen anstellt die Ergebnisse in seinen lokalen Cache schreibt. Cache des Prozessors von dem die Daten (und vielleicht auch noch weitere Caches im müssen dann synchronisiert werden.

Nicht Cache-Kohärente NUMA-Systeme sind zwar einfacher entwickeln und zu bauen aber mit dem von von Neumann nur schwer programmierbar. Daher besitzen alle im Einsatz befindlichen NUMA-Systeme spezielle Hardware um Cache-Kohärenz zu halten und werden deshalb auch "cache-coherent NUMA" (ccNUMA) bezeichnet.

Dies wird meistens durch Inter-Prozessor-Kommunikation zwischen Cache-Controllern erreicht die so für konsistente Speicherinhalte falls die gleiche Speicherstelle in mehr als Cache gespeichert ist. ccNUMA leidet unter schlechter wenn mehrere Prozessoren schnell nacheinander auf die Speicherstelle zugreifen wollen. Daher versucht ein Betriebssystem NUMA-Unterstützung die Häufigkeit solcher Zugriffe zu minimieren Prozessoren und Speicher auf NUMA-freundliche Art und alloziert werden.

NUMA vs. Cluster-Computing

NUMA kann als sehr eng gekuppelte von Cluster-Computing gesehen werden. Das Hinzufügen von für virtuellen Speicher zu einer Cluster-Architektur macht möglich NUMA in Software zu implementieren wo NUMA-Hardware existiert. Die Latenzzeiten von softwarebasiertem NUMA jedoch um ein Mehrfaches größer als mit

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