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SMP、NUMA、MPP體系結(jié)構(gòu)比較

馬哥Linux運(yùn)維 ? 來(lái)源:博客園 ? 作者:博客園 ? 2022-07-04 09:04 ? 次閱讀

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從系統(tǒng)架構(gòu)來(lái)看,目前的商用服務(wù)器大體可以分為三類,即對(duì)稱多處理器結(jié)構(gòu) (SMP :Symmetric Multi-Processor) ,非一致存儲(chǔ)訪問(wèn)結(jié)構(gòu) (NUMA :Non-Uniform Memory Access) ,以及海量并行處理結(jié)構(gòu) (MPP :Massive Parallel Processing) 。它們的特征分別描述如下:

1. SMP(Symmetric Multi-Processor)

SMP (Symmetric Multi Processing),對(duì)稱多處理系統(tǒng)內(nèi)有許多緊耦合多處理器,在這樣的系統(tǒng)中,所有的CPU共享全部資源,如總線,內(nèi)存和I/O系統(tǒng)等,操作系統(tǒng)或管理數(shù)據(jù)庫(kù)的復(fù)本只有一個(gè),這種系統(tǒng)有一個(gè)最大的特點(diǎn)就是共享所有資源。多個(gè)CPU之間沒(méi)有區(qū)別,平等地訪問(wèn)內(nèi)存、外設(shè)、一個(gè)操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)管理著一個(gè)隊(duì)列,每個(gè)處理器依次處理隊(duì)列中的進(jìn)程。如果兩個(gè)處理器同時(shí)請(qǐng)求訪問(wèn)一個(gè)資源(例如同一段內(nèi)存地址),由硬件、軟件的鎖機(jī)制去解決資源爭(zhēng)用問(wèn)題。Access to RAM is serialized; this and cache coherency issues causes performance to lag slightly behind the number of additional processors in the system.

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所謂對(duì)稱多處理器結(jié)構(gòu),是指服務(wù)器中多個(gè) CPU 對(duì)稱工作,無(wú)主次或從屬關(guān)系。各 CPU 共享相同的物理內(nèi)存,每個(gè) CPU 訪問(wèn)內(nèi)存中的任何地址所需時(shí)間是相同的,因此 SMP 也被稱為一致存儲(chǔ)器訪問(wèn)結(jié)構(gòu) (UMA :Uniform Memory Access) 。對(duì) SMP 服務(wù)器進(jìn)行擴(kuò)展的方式包括增加內(nèi)存、使用更快的 CPU 、增加 CPU 、擴(kuò)充 I/O( 槽口數(shù)與總線數(shù) ) 以及添加更多的外部設(shè)備 ( 通常是磁盤存儲(chǔ) ) 。

SMP 服務(wù)器的主要特征是共享,系統(tǒng)中所有資源 (CPU 、內(nèi)存、 I/O 等 ) 都是共享的。也正是由于這種特征,導(dǎo)致了 SMP 服務(wù)器的主要問(wèn)題,那就是它的擴(kuò)展能力非常有限。對(duì)于 SMP 服務(wù)器而言,每一個(gè)共享的環(huán)節(jié)都可能造成 SMP 服務(wù)器擴(kuò)展時(shí)的瓶頸,而最受限制的則是內(nèi)存。由于每個(gè) CPU 必須通過(guò)相同的內(nèi)存總線訪問(wèn)相同的內(nèi)存資源,因此隨著 CPU 數(shù)量的增加,內(nèi)存訪問(wèn)沖突將迅速增加,最終會(huì)造成 CPU 資源的浪費(fèi),使 CPU 性能的有效性大大降低。實(shí)驗(yàn)證明, SMP 服務(wù)器 CPU 利用率最好的情況是 2 至 4 個(gè) CPU 。

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圖1. SMP 服務(wù)器 CPU 利用率狀態(tài)

8路服務(wù)器是服務(wù)器產(chǎn)業(yè)的分水嶺。因?yàn)?路及以下服務(wù)器都采用SMP架構(gòu)(Symmetric Multi-Processor,對(duì)稱多處理結(jié)構(gòu)),實(shí)驗(yàn)證明,SMP服務(wù)器CPU利用率最好的情況是2至4個(gè)CPU。8是這種架構(gòu)支持的處理器數(shù)量的極限,要支持8顆以上的處理器須采用另外的NUMA架構(gòu)(Non-Uniform Memory Access,非一致性內(nèi)存訪問(wèn))。利用NUMA技術(shù),可以較好地解決原來(lái)SMP系統(tǒng)的擴(kuò)展問(wèn)題,在一個(gè)物理服務(wù)器內(nèi)可以支持上百個(gè)CPU。

2. NUMA(Non-Uniform Memory Access)

由于 SMP 在擴(kuò)展能力上的限制,人們開始探究如何進(jìn)行有效地?cái)U(kuò)展從而構(gòu)建大型系統(tǒng)的技術(shù), NUMA 就是這種努力下的結(jié)果之一。利用 NUMA 技術(shù),可以把幾十個(gè) CPU( 甚至上百個(gè) CPU) 組合在一個(gè)服務(wù)器內(nèi)。其 CPU 模塊結(jié)構(gòu)如圖 2 所示:

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圖2. NUMA 服務(wù)器 CPU 模塊結(jié)構(gòu)

NUMA 服務(wù)器的基本特征是具有多個(gè) CPU 模塊,每個(gè) CPU 模塊由多個(gè) CPU( 如 4 個(gè) ) 組成,并且具有獨(dú)立的本地內(nèi)存、 I/O 槽口等。由于其節(jié)點(diǎn)之間可以通過(guò)互聯(lián)模塊 ( 如稱為 Crossbar Switch) 進(jìn)行連接和信息交互,因此每個(gè) CPU 可以訪問(wèn)整個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)存 ( 這是 NUMA 系統(tǒng)與 MPP 系統(tǒng)的重要差別 ) 。顯然,訪問(wèn)本地內(nèi)存的速度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于訪問(wèn)遠(yuǎn)地內(nèi)存 ( 系統(tǒng)內(nèi)其它節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存 ) 的速度,這也是非一致存儲(chǔ)訪問(wèn) NUMA 的由來(lái)。由于這個(gè)特點(diǎn),為了更好地發(fā)揮系統(tǒng)性能,開發(fā)應(yīng)用程序時(shí)需要盡量減少不同 CPU 模塊之間的信息交互。

利用 NUMA 技術(shù),可以較好地解決原來(lái) SMP 系統(tǒng)的擴(kuò)展問(wèn)題,在一個(gè)物理服務(wù)器內(nèi)可以支持上百個(gè) CPU 。比較典型的 NUMA 服務(wù)器的例子包括 HP 的 Superdome 、 SUN15K 、 IBMp690 等。

但 NUMA 技術(shù)同樣有一定缺陷,由于訪問(wèn)遠(yuǎn)地內(nèi)存的延時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)本地內(nèi)存,因此當(dāng) CPU 數(shù)量增加時(shí),系統(tǒng)性能無(wú)法線性增加。如 HP 公司發(fā)布 Superdome 服務(wù)器時(shí),曾公布了它與 HP 其它 UNIX 服務(wù)器的相對(duì)性能值,結(jié)果發(fā)現(xiàn), 64 路 CPU 的 Superdome (NUMA 結(jié)構(gòu) ) 的相對(duì)性能值是 20 ,而 8 路 N4000( 共享的 SMP 結(jié)構(gòu) ) 的相對(duì)性能值是 6.3 。從這個(gè)結(jié)果可以看到, 8 倍數(shù)量的 CPU 換來(lái)的只是 3 倍性能的提升。

2008年intel發(fā)布了Nehalem構(gòu)架處理器,CPU內(nèi)集成了內(nèi)存控制器。當(dāng)多CPU時(shí)任何一顆CPU都能訪問(wèn)全部?jī)?nèi)存。但CPU0訪問(wèn)本地內(nèi)存(CPU0控制器直接控制的內(nèi)存)消耗小,CPU0訪問(wèn)遠(yuǎn)地內(nèi)存(CPU1內(nèi)存控制器控制的內(nèi)存)消耗大,NUMA功能的開啟變成了必須了。

默認(rèn)的NUMA功能是將計(jì)算和內(nèi)存資源分配在一個(gè)NUMA內(nèi),有可能導(dǎo)致SWAP問(wèn)題,即:NUMA0內(nèi)存已經(jīng)用完都開始用SWAP空間了,NUMA1還有很大的內(nèi)存free。在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上NUMA可能導(dǎo)致非常嚴(yán)重的性能問(wèn)題,甚至有很多數(shù)據(jù)庫(kù)死機(jī)的問(wèn)題。就下圖這個(gè)熊樣。

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在虛擬化情況下,KVM虛機(jī)的CPU數(shù)量盡量不超過(guò)一個(gè)NUMA區(qū)域內(nèi)的CPU數(shù)量,如果超過(guò),則會(huì)出現(xiàn)一個(gè)KVM虛機(jī)使用了兩個(gè)NUMA的情況,導(dǎo)致CPU等待內(nèi)存時(shí)間過(guò)長(zhǎng),系統(tǒng)性能下降,此時(shí)需要手動(dòng)調(diào)整KVM的配置才可以提高性能。

Ubuntu 12.02自身帶有Automatic NUMA balancing,可以支持NUMA自平衡,具體情況未測(cè)試。SUSE12也支持Automatic NUMA balancing

JUNO版的Openstack中,KVM的CPU的拓?fù)淇梢酝ㄟ^(guò)image或者flavor進(jìn)行元數(shù)據(jù)傳遞來(lái)定義,如果沒(méi)有特別的定義此類元數(shù)據(jù),則模擬的CPU將是多Socket單Core單NUMA節(jié)點(diǎn)的CPU,這樣的CPU與物理CPU完全不同。

上面是KVM。Vmware ESX 5.0及之后的版本支持一種叫做vNUMA的特性,它將Host的NUMA特征暴露給了GuestOS,從而使得Guest OS可以根據(jù)NUMA特征進(jìn)行更高性能的調(diào)度。

CPU的熱添加功能不支持vNUMA功能。

vmotion等功能一旦將vmware虛機(jī)遷移,則可能導(dǎo)致vNUMA失效,帶來(lái)嚴(yán)重的性能降低。所以在ESXi中保持物理服務(wù)器的一致性是有必要的。

中國(guó)第一臺(tái)自主研發(fā)的,可支持32可處理器的高端服務(wù)器浪潮天梭K1,發(fā)布于2013年1月,系統(tǒng)可用性達(dá)到99.9994%,同時(shí),我國(guó)也成為了時(shí)間上第三個(gè)掌握該技術(shù)的國(guó)家。

3. MPP(Massive Parallel Processing)

和 NUMA 不同, MPP 提供了另外一種進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展的方式,它由多個(gè) SMP 服務(wù)器通過(guò)一定的節(jié)點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接,協(xié)同工作,完成相同的任務(wù),從用戶的角度來(lái)看是一個(gè)服務(wù)器系統(tǒng)。其基本特征是由多個(gè) SMP 服務(wù)器 ( 每個(gè) SMP 服務(wù)器稱節(jié)點(diǎn) ) 通過(guò)節(jié)點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)連接而成,每個(gè)節(jié)點(diǎn)只訪問(wèn)自己的本地資源 ( 內(nèi)存、存儲(chǔ)等 ) ,是一種完全無(wú)共享 (Share Nothing) 結(jié)構(gòu),因而擴(kuò)展能力最好,理論上其擴(kuò)展無(wú)限制,目前的技術(shù)可實(shí)現(xiàn) 512 個(gè)節(jié)點(diǎn)互聯(lián),數(shù)千個(gè) CPU 。目前業(yè)界對(duì)節(jié)點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)暫無(wú)標(biāo)準(zhǔn),如 NCR 的 Bynet , IBM 的 SPSwitch ,它們都采用了不同的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)機(jī)制。但節(jié)點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)僅供 MPP 服務(wù)器內(nèi)部使用,對(duì)用戶而言是透明的。

在 MPP 系統(tǒng)中,每個(gè) SMP 節(jié)點(diǎn)也可以運(yùn)行自己的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)等。但和 NUMA 不同的是,它不存在異地內(nèi)存訪問(wèn)的問(wèn)題。換言之,每個(gè)節(jié)點(diǎn)內(nèi)的 CPU 不能訪問(wèn)另一個(gè)節(jié)點(diǎn)的內(nèi)存。節(jié)點(diǎn)之間的信息交互是通過(guò)節(jié)點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的,這個(gè)過(guò)程一般稱為數(shù)據(jù)重分配 (Data Redistribution) 。

但是 MPP 服務(wù)器需要一種復(fù)雜的機(jī)制來(lái)調(diào)度和平衡各個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載和并行處理過(guò)程。目前一些基于 MPP 技術(shù)的服務(wù)器往往通過(guò)系統(tǒng)級(jí)軟件 ( 如數(shù)據(jù)庫(kù) ) 來(lái)屏蔽這種復(fù)雜性。舉例來(lái)說(shuō), NCR 的 Teradata 就是基于 MPP 技術(shù)的一個(gè)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)軟件,基于此數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)開發(fā)應(yīng)用時(shí),不管后臺(tái)服務(wù)器由多少個(gè)節(jié)點(diǎn)組成,開發(fā)人員所面對(duì)的都是同一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),而不需要考慮如何調(diào)度其中某幾個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載。

MPP (Massively Parallel Processing),大規(guī)模并行處理系統(tǒng),這樣的系統(tǒng)是由許多松耦合的處理單元組成的,要注意的是這里指的是處理單元而不是處理器。每個(gè)單元內(nèi)的CPU都有自己私有的資源,如總線,內(nèi)存,硬盤等。在每個(gè)單元內(nèi)都有操作系統(tǒng)和管理數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)例復(fù)本。這種結(jié)構(gòu)最大的特點(diǎn)在于不共享資源。

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4. 三種體系架構(gòu)之間的差異

4.1 SMP系統(tǒng)與MPP系統(tǒng)比較

既然有兩種結(jié)構(gòu),那它們各有什么特點(diǎn)呢?采用什么結(jié)構(gòu)比較合適呢?通常情況下,MPP系統(tǒng)因?yàn)橐诓煌幚韱卧g傳送信息(請(qǐng)注意上圖),所以它的效率要比SMP要差一點(diǎn),但是這也不是絕對(duì)的,因?yàn)镸PP系統(tǒng)不共享資源,因此對(duì)它而言,資源比SMP要多,當(dāng)需要處理的事務(wù)達(dá)到一定規(guī)模時(shí),MPP的效率要比SMP好。這就是看通信時(shí)間占用計(jì)算時(shí)間的比例而定,如果通信時(shí)間比較多,那MPP系統(tǒng)就不占優(yōu)勢(shì)了,相反,如果通信時(shí)間比較少,那MPP系統(tǒng)可以充分發(fā)揮資源的優(yōu)勢(shì),達(dá)到高效率。當(dāng)前使用的OTLP程序中,用戶訪問(wèn)一個(gè)中心數(shù)據(jù)庫(kù),如果采用SMP系統(tǒng)結(jié)構(gòu),它的效率要比采用MPP結(jié)構(gòu)要快得多。而MPP系統(tǒng)在決策支持和數(shù)據(jù)挖掘方面顯示了優(yōu)勢(shì),可以這樣說(shuō),如果操作相互之間沒(méi)有什么關(guān)系,處理單元之間需要進(jìn)行的通信比較少,那采用MPP系統(tǒng)就要好,相反就不合適了。

通過(guò)上面兩個(gè)圖我們可以看到,對(duì)于SMP來(lái)說(shuō),制約它速度的一個(gè)關(guān)鍵因素就是那個(gè)共享的總線,因此對(duì)于DSS程序來(lái)說(shuō),只能選擇MPP,而不能選擇SMP,當(dāng)大型程序的處理要求大于共享總線時(shí),總線就沒(méi)有能力進(jìn)行處理了,這時(shí)SMP系統(tǒng)就不行了。當(dāng)然了,兩個(gè)結(jié)構(gòu)互有優(yōu)缺點(diǎn),如果能夠?qū)煞N結(jié)合起來(lái)取長(zhǎng)補(bǔ)短,當(dāng)然最好了。

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4.2 NUMA 與 MPP 的區(qū)別

從架構(gòu)來(lái)看, NUMA 與 MPP 具有許多相似之處:它們都由多個(gè)節(jié)點(diǎn)組成,每個(gè)節(jié)點(diǎn)都具有自己的 CPU 、內(nèi)存、 I/O ,節(jié)點(diǎn)之間都可以通過(guò)節(jié)點(diǎn)互聯(lián)機(jī)制進(jìn)行信息交互。那么它們的區(qū)別在哪里?通過(guò)分析下面 NUMA 和 MPP 服務(wù)器的內(nèi)部架構(gòu)和工作原理不難發(fā)現(xiàn)其差異所在。

首先是節(jié)點(diǎn)互聯(lián)機(jī)制不同, NUMA 的節(jié)點(diǎn)互聯(lián)機(jī)制是在同一個(gè)物理服務(wù)器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的,當(dāng)某個(gè) CPU 需要進(jìn)行遠(yuǎn)地內(nèi)存訪問(wèn)時(shí),它必須等待,這也是 NUMA 服務(wù)器無(wú)法實(shí)現(xiàn) CPU 增加時(shí)性能線性擴(kuò)展的主要原因。而 MPP 的節(jié)點(diǎn)互聯(lián)機(jī)制是在不同的 SMP 服務(wù)器外部通過(guò) I/O 實(shí)現(xiàn)的,每個(gè)節(jié)點(diǎn)只訪問(wèn)本地內(nèi)存和存儲(chǔ),節(jié)點(diǎn)之間的信息交互與節(jié)點(diǎn)本身的處理是并行進(jìn)行的。因此 MPP 在增加節(jié)點(diǎn)時(shí)性能基本上可以實(shí)現(xiàn)線性擴(kuò)展。

其次是內(nèi)存訪問(wèn)機(jī)制不同。在 NUMA 服務(wù)器內(nèi)部,任何一個(gè) CPU 可以訪問(wèn)整個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)存,但遠(yuǎn)地訪問(wèn)的性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于本地內(nèi)存訪問(wèn),因此在開發(fā)應(yīng)用程序時(shí)應(yīng)該盡量避免遠(yuǎn)地內(nèi)存訪問(wèn)。在 MPP 服務(wù)器中,每個(gè)節(jié)點(diǎn)只訪問(wèn)本地內(nèi)存,不存在遠(yuǎn)地內(nèi)存訪問(wèn)的問(wèn)題。

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圖3.MPP 服務(wù)器架構(gòu)圖

數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)的選擇

哪種服務(wù)器更加適應(yīng)數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)環(huán)境?這需要從數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)環(huán)境本身的負(fù)載特征入手。眾所周知,典型的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)環(huán)境具有大量復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理和綜合分析,要求系統(tǒng)具有很高的 I/O 處理能力,并且存儲(chǔ)系統(tǒng)需要提供足夠的 I/O 帶寬與之匹配。而一個(gè)典型的 OLTP 系統(tǒng)則以聯(lián)機(jī)事務(wù)處理為主,每個(gè)交易所涉及的數(shù)據(jù)不多,要求系統(tǒng)具有很高的事務(wù)處理能力,能夠在單位時(shí)間里處理盡量多的交易。顯然這兩種應(yīng)用環(huán)境的負(fù)載特征完全不同。

從 NUMA 架構(gòu)來(lái)看,它可以在一個(gè)物理服務(wù)器內(nèi)集成許多 CPU ,使系統(tǒng)具有較高的事務(wù)處理能力,由于遠(yuǎn)地內(nèi)存訪問(wèn)時(shí)延遠(yuǎn)長(zhǎng)于本地內(nèi)存訪問(wèn),因此需要盡量減少不同 CPU 模塊之間的數(shù)據(jù)交互。顯然, NUMA 架構(gòu)更適用于 OLTP 事務(wù)處理環(huán)境,當(dāng)用于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)環(huán)境時(shí),由于大量復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理必然導(dǎo)致大量的數(shù)據(jù)交互,將使 CPU 的利用率大大降低。

相對(duì)而言, MPP 服務(wù)器架構(gòu)的并行處理能力更優(yōu)越,更適合于復(fù)雜的數(shù)據(jù)綜合分析與處理環(huán)境。當(dāng)然,它需要借助于支持 MPP 技術(shù)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)來(lái)屏蔽節(jié)點(diǎn)之間負(fù)載平衡與調(diào)度的復(fù)雜性。另外,這種并行處理能力也與節(jié)點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)有很大的關(guān)系。顯然,適應(yīng)于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)環(huán)境的 MPP 服務(wù)器,其節(jié)點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的 I/O 性能應(yīng)該非常突出,才能充分發(fā)揮整個(gè)系統(tǒng)的性能。

4.3 NUMA、MPP、SMP 之間性能的區(qū)別

NUMA的節(jié)點(diǎn)互聯(lián)機(jī)制是在同一個(gè)物理服務(wù)器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)的,當(dāng)某個(gè)CPU需要進(jìn)行遠(yuǎn)地內(nèi)存訪問(wèn)時(shí),它必須等待,這也是NUMA服務(wù)器無(wú)法實(shí)現(xiàn)CPU增加時(shí)性能線性擴(kuò)展。

MPP的節(jié)點(diǎn)互聯(lián)機(jī)制是在不同的SMP服務(wù)器外部通過(guò)I/O實(shí)現(xiàn)的,每個(gè)節(jié)點(diǎn)只訪問(wèn)本地內(nèi)存和存儲(chǔ),節(jié)點(diǎn)之間的信息交互與節(jié)點(diǎn)本身的處理是并行進(jìn)行的。因此MPP在增加節(jié)點(diǎn)時(shí)性能基本上可以實(shí)現(xiàn)線性擴(kuò)展。

SMP所有的CPU資源是共享的,因此完全實(shí)現(xiàn)線性擴(kuò)展。

4.4 NUMA、MPP、SMP之間擴(kuò)展的區(qū)別

NUMA理論上可以無(wú)限擴(kuò)展,目前技術(shù)比較成熟的能夠支持上百個(gè)CPU進(jìn)行擴(kuò)展。如HP的SUPERDOME。

MPP理論上也可以實(shí)現(xiàn)無(wú)限擴(kuò)展,目前技術(shù)比較成熟的能夠支持512個(gè)節(jié)點(diǎn),數(shù)千個(gè)CPU進(jìn)行擴(kuò)展。

SMP擴(kuò)展能力很差,目前2個(gè)到4個(gè)CPU的利用率最好,但是IBM的BOOK技術(shù),能夠?qū)PU擴(kuò)展到8個(gè)。

MPP是由多個(gè)SMP構(gòu)成,多個(gè)SMP服務(wù)器通過(guò)一定的節(jié)點(diǎn)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接,協(xié)同工作,完成相同的任務(wù)。

4.5 MPP 和 SMP、NUMA 應(yīng)用之間的區(qū)別

MPP 的優(yōu)勢(shì):

MPP系統(tǒng)不共享資源,因此對(duì)它而言,資源比SMP要多,當(dāng)需要處理的事務(wù)達(dá)到一定規(guī)模時(shí),MPP的效率要比SMP好。由于MPP系統(tǒng)因?yàn)橐诓煌幚韱卧g傳送信息,在通訊時(shí)間少的時(shí)候,那MPP系統(tǒng)可以充分發(fā)揮資源的優(yōu)勢(shì),達(dá)到高效率。也就是說(shuō):操作相互之間沒(méi)有什么關(guān)系,處理單元之間需要進(jìn)行的通信比較少,那采用MPP系統(tǒng)就要好。因此,MPP 系統(tǒng)在決策支持和數(shù)據(jù)挖掘方面顯示了優(yōu)勢(shì)。

SMP 的優(yōu)勢(shì):

MPP系統(tǒng)因?yàn)橐诓煌幚韱卧g傳送信息,所以它的效率要比SMP要差一點(diǎn)。在通訊時(shí)間多的時(shí)候,那MPP系統(tǒng)可以充分發(fā)揮資源的優(yōu)勢(shì)。因此當(dāng)前使用的OTLP程序中,用戶訪問(wèn)一個(gè)中心數(shù)據(jù)庫(kù),如果采用SMP系統(tǒng)結(jié)構(gòu),它的效率要比采用MPP結(jié)構(gòu)要快得多。

NUMA 架構(gòu)的優(yōu)勢(shì):

NUMA 架構(gòu)來(lái)看,它可以在一個(gè)物理服務(wù)器內(nèi)集成許多CPU,使系統(tǒng)具有較高的事務(wù)處理能力,由于遠(yuǎn)地內(nèi)存訪問(wèn)時(shí)延遠(yuǎn)長(zhǎng)于本地內(nèi)存訪問(wèn),因此需要盡量減少不同CPU模塊之間的數(shù)據(jù)交互。顯然,NUMA架構(gòu)更適用于OLTP事務(wù)處理環(huán)境,當(dāng)用于數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)環(huán)境時(shí),由于大量復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理必然導(dǎo)致大量的數(shù)據(jù)交互,將使CPU的利用率大大降低。

原文標(biāo)題:五分鐘理解服務(wù)器 SMP、NUMA、MPP 三大體系結(jié)構(gòu)

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