El ancho de banda utilizado en la UMA a la memoria está restringido ya que utiliza un controlador de memoria único. El motivo principal de la llegada de las máquinas NUMA es mejorar el ancho de banda disponible en la memoria mediante el uso de varios controladores de memoria.
Gráfica comparativa
| Bases para la comparación | UMA | NUMA |
|---|---|---|
| BASIC | Utiliza un solo controlador de memoria | Controlador de memoria múltiple |
| Tipo de autobuses utilizados | Único, múltiple y transversal. | Árbol y jerárquico. |
| Tiempo de acceso a la memoria | Igual | Cambios en función de la distancia del microprocesador. |
| Adecuado para | Aplicaciones de propósito general y tiempo compartido | Aplicaciones en tiempo real y tiempo crítico. |
| Velocidad | Más lento | Más rápido |
| Ancho de banda | Limitado | Más que UMA. |
Definición de UMA
El sistema UMA (acceso a memoria uniforme) es una arquitectura de memoria compartida para los multiprocesadores. En este modelo, una sola memoria es utilizada por todos los procesadores que presentan el sistema multiprocesador con la ayuda de la red de interconexión. Cada procesador tiene igual tiempo de acceso a la memoria (latencia) y velocidad de acceso. Puede emplear cualquiera de los interruptores de bus único, bus múltiple o barra transversal. Como proporciona un acceso equilibrado a la memoria compartida, también se conoce como sistemas SMP (multiprocesador simétrico) .
El diseño típico del SMP se muestra arriba donde cada procesador se conecta primero a la memoria caché y luego la memoria caché se vincula al bus. Por fin el bus está conectado a la memoria. Esta arquitectura UMA reduce la contención del bus al obtener las instrucciones directamente de la caché aislada individual. También proporciona una probabilidad igual para leer y escribir en cada procesador. Los ejemplos típicos del modelo UMA son los servidores Sun Starfire, el servidor alfa de Compaq y las series HP v.
Definición de NUMA
NUMA (Acceso de memoria no uniforme) también es un modelo de multiprocesador en el que cada procesador se conecta con la memoria dedicada. Sin embargo, estas pequeñas partes de la memoria se combinan para formar un único espacio de direcciones. El punto principal a considerar aquí es que, a diferencia de UMA, el tiempo de acceso de la memoria se basa en la distancia donde se coloca el procesador, lo que significa un tiempo de acceso variable a la memoria. Permite el acceso a cualquiera de las ubicaciones de memoria utilizando la dirección física.
Como se mencionó anteriormente, la arquitectura NUMA está destinada a aumentar el ancho de banda disponible en la memoria y para la cual utiliza múltiples controladores de memoria. Combina numerosos núcleos de máquinas en " nodos " donde cada núcleo tiene un controlador de memoria. Para acceder a la memoria local en una máquina NUMA, el núcleo recupera la memoria administrada por el controlador de memoria por su nodo. Mientras se accede a la memoria remota que maneja el otro controlador de memoria, el núcleo envía la solicitud de memoria a través de los enlaces de interconexión.
La arquitectura NUMA utiliza el árbol y las redes de bus jerárquicas para interconectar los bloques de memoria y los procesadores. BBN, TC-2000, SGI Origin 3000, Cray son algunos de los ejemplos de la arquitectura NUMA.
Diferencias clave entre UMA y NUMA
- El modelo UMA (memoria compartida) utiliza uno o dos controladores de memoria. A diferencia, NUMA puede tener varios controladores de memoria para acceder a la memoria.
- Los buses simples, múltiples y de barra cruzada se utilizan en la arquitectura UMA. A la inversa, NUMA utiliza buses de tipo jerárquico y de árbol y conexión de red.
- En UMA, el tiempo de acceso a la memoria para cada procesador es el mismo que en NUMA el tiempo de acceso a la memoria cambia a medida que cambia la distancia de la memoria del procesador.
- Las aplicaciones de uso general y de tiempo compartido son adecuadas para las máquinas UMA. En contraste, la aplicación adecuada para NUMA es en tiempo real y está centrada en el tiempo.
- Los sistemas paralelos basados en UMA funcionan más lentamente que los sistemas NUMA.
- Cuando se trata de UMA de ancho de banda, tiene un ancho de banda limitado. Por el contrario, NUMA tiene un ancho de banda mayor que UMA.
Conclusión
La arquitectura UMA proporciona la misma latencia general a los procesadores que acceden a la memoria. Esto no es muy útil cuando se accede a la memoria local porque la latencia sería uniforme. Por otro lado, en NUMA cada procesador tenía su memoria dedicada que elimina la latencia cuando se accede a la memoria local. La latencia cambia a medida que cambia la distancia entre el procesador y la memoria (es decir, no uniforme). Sin embargo, NUMA ha mejorado el rendimiento en comparación con la arquitectura UMA.
