多处理器结构

主要内容

1、共享存储器的多处理器

2、并行处理存在的挑战问题

共享存储器的多处理器

根据所包含的处理器的数量，可以将现有的共享存储器的多处理器分为两类，而处理器的数量又决定了存储器的组织方式和互联策略。按照存储器的组织方式对多处理器进行命名。

对称（共享存储器）多处理器（SMP）：又称集中式共享存储器多处理器，有时也称一致存储器访问（UMA）。

特点：多处理器可以共享同一个集中式存储器，所有处理器平等访问它，采用一种集中方式在核心之间高效平等地共享存储器。

分布式共享存储器多处理器（DSM）：又称非一致存储器访问（NUMA）。

特点：存储器必须分散在处理器之间，而不应当是集中式的。

两种多处理器结构的比较
SMP结构的多处理器所有处理器访问存储器的延迟都是一致的，但当处理器的数目增多时，带宽和延迟之间就会出现矛盾，无法在不大幅延长访问延迟的情况下为大量处理器提供带宽支持。
DSM结构的多处理器将存储分散在节点之间，增加了带宽，同时缩短了本地存储器的延迟。但是处理器之间传送数据的过程多少变得更复杂了一些。

共享存储器
两种结构线程之间的通信是通过共享地址空间完成的，即任何一个拥有正确寻址权限的处理器都可以向任意存储器位置发出存储器引用。共享存储器是指共享地址空间这一事实。

并行处理的挑战

1、并行度的有限性
由于可用并行的有限性，很难在所有并行处理器中都实现比较好的加速比。
这个问题主要通过软件来解决。
2、并行处理进行远程访问带来的长时延迟
分离芯片上的核心之间进行数据通信可能消耗的时间要更多一些，具体取决于通信机制，互联网络类型以及多处理器的规模。
这个问题主要由体系结构和程序员来解决。

参考文献

计算机体系结构量化研究方法（第五版）