Linux 内核SMP 对称多处理器结构 ( SMP 对称多处理器结构概念 | SMP 对称多处理器结构的优势与缺陷 | Linux 内核兼容多处理器要求 )

Posted 2022-04-05 韩曙亮

文章目录

• 一、SMP 对称多处理器结构概念
• 二、SMP 对称多处理器结构的优势与缺陷
• 三、Linux 内核兼容多处理器要求

一、SMP 对称多处理器结构概念

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对称多处理器结构 , 英文名称为 " Symmetrical Multi-Processing " , 简称 SMP ;

SMP 又称为 UMA , 全称 " Uniform Memory Access " , 中文名称 " 统一内存访问架构 " ;

在 " 对称多处理器结构 " 的 系统中 , 所有的 CPU 处理器 的 地位 都是 平等的 , 一般指的是 服务器 设备上 , 运行的 多个 CPU , 没有 主次/从属 关系 , 都是平等的 ;

这些处理器 共享 所有的设备资源 , 所有的资源 对 处理器 具有相同的 可访问性 , 如 : 磁盘 , 内存 , 总线 等 ; 多个 CPU 处理器 共享相同的物理内存 , 每个 CPU 访问相同的物理地址 , 所消耗的时间是相同的 ;

二、SMP 对称多处理器结构的优势与缺陷

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SMP 对称多处理器结构 的 系统 ,

优点 : 避免了 结构障碍 , 其最大的特点是 所有的资源共享 ;

缺点 : SMP 架构的系统 , 扩展能力有限 , 有瓶颈限制 ;

如 : 内存瓶颈限制 , 每个 CPU 处理器必须通过 相同的总线 访问 相同的内存资源 , 如果 CPU 数量不断增加 , 使用同一条总线 , 就会导致 内存访问冲突 ; 这样就降低了 CPU 的性能 ;

通过实践证明 , SMP 架构的系统 , 使用 $2$ ~ $4$ 个 CPU , 可以达到利用率最高 , 如果 CPU 再多 , 其利用率就会降低 , 浪费处理器的性能 ;

三、Linux 内核兼容多处理器要求

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有多个 CPU 处理器 的 系统中 , Linux 内核需要处理的问题 :

① 公平共享 : CPU 的负载 , 需要公平地共享 , 不能出现某个 CPU 空闲 , 造成资源浪费 ;

② 可设置进程 与 CPU 亲和性 : 可以为 某些类型的 进程 与 指定的 处理器 设置 亲和性 , 可以针对性地匹配 进程 与 处理器 ;

③ 进程迁移 : Linux 内核可以将 进程 在 不同的 CPU 处理器之间进行迁移 ;

Linux 内核 的 SMP 对称多处理器结构 调度 , 核心就是 将 进程 迁移到 合适的 处理器上 , 并且可以保持 各个 处理器 的 负载均衡 ;