RAM-muistin organisaatio: UMA, NUMA ja erot

Tietokonejärjestelmät voidaan luokitella tavan mukaan, jolla niiden organisaatio RAM muisti on suunniteltu, ja siksi kahdessa eri ryhmässä: UMA-järjestelmä ja NUMA-järjestelmät. Selitämme peruserot näiden järjestelmien järjestämistapojen välillä muistijärjestelyn mukaan ja mitkä ovat kunkin tyypin edut ja haitat.

Järjestelmää suunniteltaessa yksi ensimmäisistä asioista, joka sijoitetaan suunnittelupöytään, on RAM-muistin järjestys, koska se ei vain osoita järjestelmän arkkitehtuurin muotoa, vaan myös sen suorituskykyä, valmistuskustannuksia ja laajennettavuus.

RAM-muistin organisaatio

RAM-muistin organisaatio: UMA

Organisaatio Memoria UMA

UMA on lyhenne sanoista Uniform Memory Access ja viittaa kaikkiin järjestelmiin, joissa RAM on yksi jaettu kaivo prosessori ja muut järjestelmän prosessorit. Tämän tyyppistä kokoonpanoa käytetään varsinkin SoC: issa, joissa eri komponentit jakavat pääsyn muistiin.

UMA-järjestelmää käytetään myös videopelikonsoleissa, yleensä se on muistijärjestelmä, jota käytetään jokaisessa järjestelmässä, jossa sen komponentit on asennettu yhteiselle levylle, jossa kahden erityyppisen muistikaivon reititys on komplikaatio poluille ja tietoliikennelinjat, jotka kulkevat levyn läpi.

Siksi se on helpoin tapa rakentaa muistijärjestelmä minkä tahansa tyyppiseen tietokoneeseen, mutta se tuo mukanaan joukon ongelmia, kuten se, että muistin käytön jakaminen lopulta luo kilpailuefektin, jossa se luodaan "odotuslista" ”Tietojen saamiseksi, mikä voidaan lievittää vain käyttämällä RAM-muistityyppejä, joilla on useita pääsykanavia.

RAM-muistin organisaatio: NUMA

Organisación memoria NUMA

NUMA- tai ei-yhtenäinen muistin käyttömuistiorganisaatio Viittaa järjestelmiin, joissa samassa järjestelmässä käytetään useita erilaisia ​​muistikaivoja. Tämä pätee tietokoneeseen, jossa voimme esimerkiksi nähdä, kuinka näytönohjaimilla on oma muisti, joka eroaa järjestelmän päämuistista.

NUMA-järjestelmät eivät kärsi UMA-järjestelmien muistipääsyn kilpailuongelmasta, mutta itse asiassa järjestelmän erilaisten komponenttien kommunikoimiseksi se johtaa hyvin monimutkaiseen järjestelmään. Syynä tähän on se, että kaikilla komponenteilla on oltava pääsymekanismit pää RAM-muistiin yhteydenpitoa varten suorittimen kanssa, esimerkiksi GPU: lla on DMA-yksiköt, joiden avulla ne voivat käyttää järjestelmän päämuistia ja tehdä kopioita tietyistä tiedoista RAM-muistista VRAM-muistiin.

Tämän tyyppistä muistiorganisaatiota käytetään, kun haluamme luoda laajennusominaisuuksilla varustetun järjestelmän, heille on tarpeen luoda niin sanotut laajennusportit, joita käytetään järjestelmän keskusyksikön viestintään järjestelmän RAM-muistijärjestelmien kanssa. jokainen järjestelmän osa.

Osoitus vs. fyysinen organisaatio

Suorittimen RAM -muisti

Yksi PC: n ihanteista on täysin yhtenäinen muistijärjestelmä, jossa sen eri komponenttien osoittaminen on yhteistä niissä kaikissa. Tämä tarkoittaa, että jos muokkaamme osoitetta, sanotaan esimerkiksi F4. Tällöin kaikkien komponenttien, kun siirrytään muistiosoitteeseen F4, minkä tahansa muun tietokoneen komponentin on viitattava samaan muistiosoitteeseen.

Voisi alusta alkaen ajatella, että koska UMA-järjestelmien muisti on aina jaettu fyysisellä tasolla, se on sama osoitetasolla, koska puhumme samasta muistipoolista fyysisellä tasolla. Todellisuus on aivan erilainen, koska eri komponenttien on oltava yhdenmukaisia ​​muistin suhteen, mikä tarkoittaa, että jos edellinen esimerkki otetaan, jos kirjoitamme arvon 30 osoitteeseen F4, kaikki komponentit tietävät, että arvo on 30 siellä.

CoreLink-välimuisti-verkko

Tapa saada kaikki SoC: n komponentit täysin johdonmukaisiksi ei siis ole käyttää samaa muistin ohjainta, vaan lisätä viimeinen välimuistitaso juuri ennen mainittua ohjainta, joka olisi CPU: n ulkopuolella, GPU. ja muut komponentit, ja ne kaikki näkevät välimuistin viimeisenä tasona.

Viimeisen välimuistin lisääminen ennen muistiohjainta on tyypillistä PostPC-järjestelmille, koska kaikki ne on suunniteltu alusta alkaen SoC-järjestelmille, ei ole ohjelmia, jotka tekisivät kopioita tiedoista tilasta toiseen. PC: ssä tämä ei kuitenkaan ole yleistä ja vaikka Intel ja AMD ovat julkaisseet SoC: ita vuosia, jolloin kaikki komponentit on yhdistetty yhdeksi siruksi, pääsy SoC: n eri elementteihin ei ole ja RAM-muistin osat on eristetty yksinomaan tietylle komponentille. Esimerkiksi kun meillä on integroitu grafiikka ja osoitamme muistille määrän grafiikkaa, kerromme suorittimelle, että sen tila ei voi koskettaa sitä, koska se on varatun alueen ulkopuolella.