均一メモリアクセス (UMA) と非均一メモリアクセス (NUMA) の違い

マルチプロセッサ に分類されます三つ共有メモリモデルのタイプ: UMA (Uniform Memory Access)、NUMA (Non-Uniform Memory Access)、および COMA (Cache-only Memory Access) 。モデルは、メモリとハードウェアリソースの割り当て方法に基づいて異なります。 UMA モデルでは、物理メモリがプロセッサ間で均一に共有され、各メモリワードのレイテンシも同じになります。対照的に、NUMA では、CPU がメモリにアクセスする際のアクセス時間が可変になります。

この記事では、 1つそしてで。ただし、違いについて説明する前に、UMA と NUMA について知っておく必要があります。

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UMAとは何ですか？

1つの略語です 「均一なメモリアクセス」 。これは、マルチプロセッサ共有メモリアーキテクチャです。このモデルでは、マルチプロセッサシステム内のすべてのプロセッサが相互接続ネットワークを利用して同じメモリを使用し、同じメモリにアクセスします。

それぞれのレイテンシとアクセス速度 CPU 同じです。それは、 クロスバースイッチ、単一バススイッチ、または複数バススイッチ 。とも呼ばれます SMP (対称型マルチプロセッサ) これは、バランスのとれた共有メモリアクセスを提供するためです。タイムシェアリングおよび汎用アプリケーションに適しています。

NUMAとは何ですか?

での略語です 「不均一なメモリアクセス」 。各CPUに専用メモリを搭載したマルチプロセッサモデルでもあります。ただし、これらの小さなメモリコンポーネントが集まって 1 つのアドレス空間を形成します。メモリアクセス時間は CPU とメモリ間の距離によって決定されるため、メモリアクセス時間は異なります。物理アドレスを使用して任意のメモリ場所へのアクセスを提供します。

の NUMA アーキテクチャ は、複数のメモリコントローラを利用して、利用可能なメモリ帯域幅を最大化するように設計されています。多くのマシンコアを統合します。 「ノード」 、各コアには独自のメモリコントローラーがあります。ででシステムでは、コアはノードによってメモリコントローラーによって処理されるメモリを受け取り、ローカルメモリにアクセスします。コアは相互接続リンクを介してメモリ要求を送信し、他のメモリコントローラが処理する遠隔メモリにアクセスします。 NUMA アーキテクチャは、階層型およびツリーバスネットワークを採用してメモリブロックと CPU を接続します。 NUMA アーキテクチャの例をいくつか示します。 BBN、SGI Origin 3000、TC-2000、および Cray 。

UMA と NUMA の主な違い

両者の間にはさまざまな重要な違いがあります。 1つそしてで。 UMA と NUMA の主な違いのいくつかは次のとおりです。

UMA (Uniform Memory Access) には、単一のメモリコントローラーが含まれています。対照的に、NUMA (Non-Uniform Memory Access) は、メモリにアクセスするために複数のメモリコントローラを利用する場合があります。
UMA の各 CPU のメモリアクセス時間は同じです。対照的に、NUMA でのメモリアクセス時間は、CPU からメモリまでの距離に応じて変化します。
UMA は、さまざまな汎用アプリやタイムシェアリングアプリで利用されています。一方、NUMA はリアルタイムおよびタイムクリティカルなアプリで採用されています。
UMA アーキテクチャでは、単一バス、複数バス、およびクロスバーバスが使用されます。一方、NUMA は階層的およびツリー構造のバスとネットワーク接続を採用します。
帯域幅に関しては、UMA アーキテクチャの帯域幅は限られています。一方、NUMA は UMA よりも高い帯域幅を備えています。
UMA のメモリアクセスは遅いです。一方、NUMA メモリアクセスは UMA メモリアクセスよりも高速です。

UMA と NUMA の直接比較

ここでは、UMA と NUMA の直接比較について学びます。 UMA と NUMA の主な違いは次のとおりです。

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特徴	1つ	で
完全形	UMAはUniform Memory Accessの略称です。	NUMA は Non-Uniform Memory Access の略称です。
メモリコントローラー	単一のメモリコントローラーが含まれています。	いくつかのメモリコントローラーが含まれています。
メモリアクセス時間	バランスの取れた、または同等のメモリアクセス時間が含まれます。	メモリアクセス時間はマイクロプロセッサの距離に応じて変化します。
メモリアクセス	メモリアクセスが遅いです。	メモリアクセスが高速になります。
適合性	主にタイムシェアリングや汎用アプリケーションで利用されます。	これは主に、タイムクリティカルなリアルタイムアプリで利用されます。
帯域幅	帯域幅が限られています。	より多くの帯域幅があります。
バスの種類	シングルバス、マルチバス、クロスバーバスを採用しています。	階層型およびツリー構造のバスとネットワーク接続を採用しています。

結論

UMA アーキテクチャは、メモリにアクセスするプロセッサに対して同じ全体的な遅延を提供しますが、遅延が均一になるため、ローカルメモリにアクセスする場合には特に役に立ちません。対照的に、NUMA では、各プロセッサが独自の専用メモリを備えているため、ローカルメモリにアクセスする際の遅延が解消されます。レイテンシの変化は、CPU とメモリ間の距離の変化によって異なります。ただし、UMA 設計と比較して、NUMA はパフォーマンスが向上しています。