什麼是NUMA？

NUMA代表非一致性記憶體訪問(Non-Uniform Memory Access)。NUMA是一種多處理器模型，其中每個處理器都連線到專用的記憶體。非一致性記憶體訪問(NUMA)機器旨在避免UMA機器的記憶體訪問瓶頸。邏輯共享記憶體在NUMA機器的處理節點之間物理分配，從而形成分散式共享記憶體架構。

這些平行計算機的可擴充套件性非常高，但它們對本地記憶體中的資料分配非常敏感。訪問節點的本地記憶體段比訪問遠端記憶體段快得多。

主要區別在於地址空間的組織方式。在多處理器中，使用全域性地址空間，該空間從每個處理器都能一致地看到。多個處理器可以訪問所有記憶體區域。

在多計算機中，地址空間在處理單元(PE)的本地記憶體中被複制。不允許任何PE直接訪問另一個PE的本地記憶體。

這種記憶體地址空間的差異也反映在軟體層面：分散式記憶體多計算機基於訊息傳遞正規化進行程式設計，而NUMA機器基於全域性地址空間原則進行程式設計。

在近期的平行計算機（例如Cray T3D）中，這些機器變得越來越難以區分，因為兩種程式設計正規化都以庫包的形式提供給使用者。

另一個使差異更小的因素是，訪問遠端記憶體模組的實際方式在這兩類MIMD計算機中是相同的。即使在NUMA機器中，遠端記憶體訪問也是透過訊息實現的，類似於訊息傳遞多計算機。

在分散式記憶體多計算機中不會出現快取一致性問題，因為訊息傳遞正規化顯式地管理多個等效資料結構的副本，這些副本以自主訊息的形式存在。

在共享記憶體正規化中，可以訪問類似的全域性資料結構，如果在本地快取中保留全域性資料結構的本地副本，則可以提高訪問效率。

硬體提供的快取一致性方案沒有引入到NUMA機器中。這些系統可以快取只讀程式碼和資料以及本地資料，但不能快取共享的可修改資訊。這是NUMA和CC-NUMA多處理器之間的顯著區別。NUMA機器更接近多計算機，而不是其他共享記憶體多處理器，而CC-NUMA機器代表真正的共享記憶體系統。

在NUMA機器（例如多計算機）中，主要設計問題是處理器節點的組織、互連網路以及降低遠端記憶體訪問的可能方法。典型的NUMA機器包括Cray T3D和Hector多處理器。

Ginni

更新於：2021年7月23日

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