Симметричные мультипроцессорные системы

Магистральная структура связей имеет несколько преимуществ по сравнению с другими подходами к реализации подсистемы взаимодействия.

Простота. Этот вариант - самый простой, поскольку физический интерфейс, схема адресации, механизм арбитража и логика разделения ресурсов или магистра остаются, по существу, такими же, как и в однопроцессорной системе.

Гибкость. Систему с магистральной организацией связей достаточно просто перенастроить, добавив в нее новые процессоры.

Надежность. Магистраль является пассивной средой, и выход из строя любого подключенного к ней устройства не приводит к потере работоспособности системы в целом.

Основной недостаток системы с общей магистралью - ограниченная производительность. Все операции доступа к главной памяти должны проходить по единственному пути - через общую магистраль и, следовательно, быстродействие системы ограничена длительностью цикла магистрали. Частично с этой проблемой позволяет справиться оснащение каждого процессора собственным блоком кэш-памяти, что снижает количество обращений к главной памяти. Как правило, применяется двухуровневая организация кэша - кэш уровня L1 размещается в БИС процессора (внутренний кэш), а кэш уровня L2 - внешний.

Как мы уже не раз подчеркивали выше, применение кэш-памяти в мультипроцессорной системе порождает проблему согласованности или информационной целостности кэшей отдельных процессоров. Мы рассмотрим методы ее решения в разделе 3.

2 Системы с многопортовым памятью

Использование в SMP-системах многопортовым памяти позволяет организовать прямое обращение каждого процессора и модуля ввода-вывода к общему массиву информации, независимо от всех других (рис. 2.4). При этом каждый модуль памяти должен быть оснащен логической схемой решения возможных конфликтов. Для этого чаще портам назначаются определенные приоритеты. Как правило, электрический и физический интерфейс каждого порта идентичен и относительно устройства, подключенного к этому порту, модуль памяти можно рассматривать как однопортовый. Поэтому в схеме процессора или модуля ввода-вывода практически не требуется проводить никаких изменений для подключения к многопортовым памяти.

Существенно усложняется только схема блока общей памяти, но это окупается за счет повышения производительности системы в целом, поскольку каждый процессор имеет канал для доступа к информации общего пользования. Другое преимущество систем с такой организацией - возможность выделения областей памяти для исключительного использования определенным процессором (или группой процессоров). Это упрощает создание системы защиты информации от несанкционированного доступа и сохранения программ восстановления в областях памяти, недоступных для модификации другими процессорами.

Есть еще один существенный момент при работе с многопортовым памятью. При восстановлении информации в кэше любого процессора необходимо выполнять сквозной записи в главную память, поскольку не существует другого способа сообщить другие процессоры о внесении изменений в данные.

Введите ваше имя:

Комментарий:

Защита от спама - решите пример: