NUMA（Non Uniform Memory Access Achitecture）技术能够使众多服务器像单一系统那样运转，同时保留小系统便于编程和管理的有点。基于电子商务应用对内存访问提出的更高的需要，NUMA也向复杂的结构设计提出了挑战。
[size=18:7130835b77]体系结构的发展[/size:7130835b77]
我们知道，当今数据计算领域的主要应用程式和模型可大致分为联机事务处理（OLTP）、决策支持系统（DSS）和企业信息通讯（Business Communications）三大类。而小型单独服务器模式、SMP（对称多处理）模式、MPP（大规模并行处理）模式和NUMA模式，则是上述3类系统设计人员在计算平台的体系结构方面能够采用的选择。
为了全面的了解NUMA的优势，我们不妨先来考察一下这集中模式在处理器和存储器结构方面的区别。
SMP模式将多个处理器和一个集中的存储器相连。在SMP模式下，任何处理器都能够访问同一个系统物理存储器，这就意味着SMP系统只运行操作系统的一个拷贝。因此SMP系统有时也被称为一致存储器访问（UMA）结构体系，一致性意指无论在什么时候，处理器只能为内存的每个数据保持或共享唯一一个数值。很显然，SMP的缺点是可伸缩性有限，因为在存储器接口达到饱和的时候，增加处理器并不能获得更高的性能。
MPP模式则是一种分布式存储器模式，能够将更多的处理器纳入一个系统的存储器。一个分布式存储器模式具备多个节点，每个节点都有自己的存储器，能够配置为SMP模式，也能够配置为非SMP模式。单个的节点相互连接起来就形成了一个总系统。MPP体系结构对硬件研发商颇具吸引力，因为他们出现的问题比较容易解决，研发成本比较低。由于没有硬件支持共享内存或高速缓存一致性的问题，所以比较容易实现大量处理器的连接。
可见，单一SMP模式和MPP模式的关键区别在于，在SMP模式中，数据一致性是由硬件专门管理的，这样做比较容易实现，但成本较高；在MPP模式中，节点之间的一致性是由软件来管理，因此，他的速度相对较慢，但成本却低得多。
在美国某大学的研究项目中被提出来的NUMA模式，也采用了分布式存储器模式，不同的是任何节点中的处理器都能够访问全部的系统物理存储器。然而，每个处理器访问本节点内的存储器所需要的时间，可能比访问某些远程节点内的存储器所花的时间要少得多。换句话说，也就是访问存储器的时间是不一致的，这也就是这种模式之所以被称为“NUMA”的原因。简而言之，NUMA既保持了SMP模式单一操作系统拷贝、简便的应用程式编程模式连同易于管理的特点，又继承了MPP模式的可扩充性，能够有效地扩充系统的规模。这也正是NUMA的优势所在。
| 秋意正浓 回复于：2004-07-26 18:28:41 | |||||||
| [size=18:bbbf2a2ed7]NUMA-Q的技术特性[/size:bbbf2a2ed7]
Sequent公司是世界公认的NUMA技术领袖。早在1986年，Sequent公司率先利用微处理器作为创建大型系统的构建，研发了基于Unix的SMP体系结构，开创了业界转入SMP领域的先河。1999年9月，IBM公司收购了Sequent公司，将NUMA技术集成到IBM Unix阵营中，并推出了能够支持和扩展Intel平台的NUMA-Q系统及解决方案，为全球大型企业客户适应高速发展的电子商务市场提供了更加多样化、高可扩展性及易于管理的选择，成为NUMA技术的领先研发者和革新者。 此后，IBM还推出了名为NUMA Center的多层次系统，整合了Unix和Windows NT系统优势，为Windows NT应用程式提供了预集成的环境，允许客户在高可扩充性和高可用性的Unix数据层中，自由使用Windows NT应用程式，有效的实现了Unix和Windows NT的互操作。 NUMA-Q结构的基本构成是Intel的4个处理器组建块（Quad）设计，NUMA-Q实现的2项关键技术是Quad设计和IQ-Link互连设备。NUMA-Q Quad由4个处理器、一定数量的内存和7个位于PCI通道的PCI插槽组成。NUMA-Q体系结构利用Quad实现了CC-NUMA结构，大规模扩展并保留了SMP编程模式，并可提供容错光纤通道I/O子系统，是SMP应用程式能运行于其上。NUMA-Q能在单一节点上支持高达256个处理器。IQ-Link互联设备是NUMA-Q Quad总线间的互联设备，这种互联设备的一致性严格以硬件实现，无需用软件维护。IQ-Link互联设备允许使用多个低延迟总线，具备低延迟和吞吐量高的特点，提供了很强的系统可扩充性和整体性能。 可见，这种体系结构的优势在于：首先，NUMA的突破性技术完全摆脱了传统的超大总线对多处理结构的束缚。他大大增强单一操作系统可管理的处理器、内存和I/O插槽。 其次，NUMA设计的重点是让处理器快速的访问在同一单元的内存，NUMA-Q处理器访问同一单元上的内存的速度比一般SMP模式超出一倍。并且，NUMA-Q操作系统充分利用处理器缓存，能达到极高的寻址命中率。SMP模式虽然比NUMA简单，但是，任何的处理器访问内存的时间是一致且缓慢的。同时，基于SMP的总线存着在一个物理极限，令系统的扩充性逐步降低。此外，在基于SMP体系结构的大型系统中，平衡的增加处理器、I/O和内存变得更加困难。 此外，NUMA系统提供内存互连的硬件系统，这种技术能够研发新型动态的分区系统。系统分区的好处在于允许系统管理员在同一电脑内运行多个操作系统（如Unix和Windows NT），并根据用户工作负荷的需要，在不同的操作系统环境间，简单的管理和使用CPU和内存资源，从而实现最好的性能和最高的资源利用率。 | |||||||
| 秋意正浓 回复于：2004-07-26 18:42:07 | |||||||
| [size=18:26c7cd8672]NUMA-Q应用前景[/size:26c7cd8672]
NUMA-Q现已成为IBM互连网服务器部门的支柱产品，加强了IBM服务器在电子商务领域的竞争力。不难看出，NUMA-Q的目标市场是那些解决“关键事务性”（Mission-Critical）的商业数据中央。这些商业数据中央的电脑系统具备一些一起的特征，如具备高可用性、高可靠性、能够适应和日俱增的性能需求的高可扩充性的特点。NUMA-Q体系结构能够帮助联机事务处理、决策支持系统和企业信息通讯系统设计人员创建这种大规模的“关键事务性”解决方案。 因此，NUMA-Q广泛的适用于具备大量I/O计算、商业智能、客户关系管理、企业资源规划的环境。他给企业提供利用同一组部件创建多种体系结构的灵活性，连同适用于多种解决方案的高可用性和高可管理性的工具集，同时能够支持多用户和更大的吞吐量，减少客户故障停机时间，提升了I/O功能，实现更大的联机存储和备份能力，并具备很强的扩展性，能够最大程度地保护客户的投资。
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