Tarqatilgan umumiy xotira - Distributed shared memory

"DGAS" bu erga yo'naltiradi. DGA mukofotlari uchun qarang Amerika direktorlari gildiyasi mukofoti.

Yilda Kompyuter fanlari, tarqatilgan umumiy xotira (DSM) shaklidir xotira arxitekturasi bu erda jismoniy ajratilgan xotiralarni bitta mantiqiy umumiy manzil maydoni sifatida ko'rib chiqish mumkin. Bu erda "birgalikda" atamasi bitta markazlashtirilgan xotira borligini anglatmaydi, balki manzil maydoni "umumiy" (ikkitasida bir xil jismoniy manzil) protsessorlar xotiradagi bir xil joyga ishora qiladi).[1]:201 Tarqatilgan global manzil maydoni (DGAS), dasturiy ta'minot va apparatni amalga oshirishning keng sinfiga o'xshash atama bo'lib, unda har biri tugun a klaster kirish huquqiga ega umumiy xotira har bir tugunning umumiy bo'lmagan shaxsiy qismiga qo'shimcha ravishda xotira.

Odatda a deb nomlangan taqsimlangan xotira tizimi ko'pkompyuterli, umumiy o'zaro bog'liqlik tarmog'i bilan bog'langan mahalliy xotira modullari bilan bir nechta mustaqil ishlov berish tugunlaridan iborat. Dasturiy ta'minot DSM tizimlarini an operatsion tizim yoki dasturlash kutubxonasi sifatida va asosiy kengaytmalar sifatida qaralishi mumkin virtual xotira me'morchilik. Operatsion tizimda amalga oshirilganda, bunday tizimlar ishlab chiquvchi uchun shaffofdir; bu shuni anglatadiki tarqatilgan xotira foydalanuvchilardan butunlay yashiringan. Aksincha, kutubxonada yoki til darajasida amalga oshiriladigan dasturiy ta'minot DSM tizimlari shaffof emas va ishlab chiquvchilar odatda ularni boshqacha dasturlashlari kerak. Biroq, ushbu tizimlar DSM tizimini amalga oshirishda ko'proq ko'chma yondashuvni taklif etadi. Taqsimlangan umumiy xotira tizimi umumiy xotira jismoniy taqsimlangan xotira tizimidagi model.

DSMga erishish usullari

Odatda taqsimlangan umumiy xotiraga erishishning ikkita usuli mavjud:

  • keshning muvofiqligi davrlari va tarmoq interfeyslari kabi qo'shimcha qurilmalar
  • dasturiy ta'minot

Dasturiy ta'minot DSM dasturini amalga oshirish

Taqsimlangan umumiy xotirani dasturiy ta'minotni amalga oshirishning uchta usuli mavjud:

  • tizimning virtual xotirasidan foydalangan holda sahifaga asoslangan yondashuv;
  • umumiy o'zgaruvchilarga kirish uchun ba'zi muntazam ishlardan foydalangan holda umumiy o'zgaruvchan yondashuv;
  • ob'ektga asoslangan intizom orqali umumiy ma'lumotlarga ideal tarzda kirish uchun ob'ektga asoslangan yondashuv.

DSM-ga qarshi xabarlarni uzatish

Xabar yuborildiTarqatilgan umumiy xotira
O'zgaruvchilarni saralash kerakO'zgaruvchilar to'g'ridan-to'g'ri taqsimlanadi
Aloqa narxi aniqAloqa narxi ko'rinmas
Jarayonlar shaxsiy manzil maydoniga ega bo'lish bilan himoyalanganJarayonlar ma'lumotlarni o'zgartirish orqali xatoga olib kelishi mumkin
Jarayonlar bir vaqtning o'zida bajarilishi kerakJarayonlarni bajarish bir-birining ustiga chiqadigan umr ko'rishlari mumkin

Dasturiy ta'minot DSM tizimlari umumiy xotira mintaqasini turli yo'llar bilan tashkil qilish uchun ham moslashuvchanlikka ega. Sahifalarga asoslangan yondashuv umumiy xotirani belgilangan o'lchamdagi sahifalarga ajratadi. Aksincha, ob'ektga asoslangan yondashuv umumiy xotira mintaqasini o'zgaruvchan kattalikdagi birgalikda foydalaniladigan ob'ektlarni saqlash uchun mavhum maydon sifatida tashkil qiladi. Boshqa keng tarqalgan qo'llaniladigan dastur a dan foydalanadi bo'sh joy, unda almashish birligi a panjara.

Umumiy xotira arxitekturasi xotirani tugunlar va asosiy xotira o'rtasida taqsimlanadigan umumiy qismlarga ajratishni o'z ichiga olishi mumkin; yoki barcha xotirani tugunlar o'rtasida taqsimlash. A muvofiqlik protokoli, a ga muvofiq tanlangan izchillik modeli, saqlaydi xotira izchilligi.

Mavhum ko'rinish

DSM RASMI

Afzalliklari

  • Ko'p sonli tugunlar bilan tarozilar yaxshi
  • Xabar uzatilishi yashiringan
  • Murakkab va katta ma'lumotlar bazalarini replikatsiya qilmasdan yoki ma'lumotlarni jarayonlarga yubormasdan boshqarishi mumkin
  • Odatda ko'p protsessorli tizimdan foydalangandan ko'ra arzonroq
  • Katta virtual xotira maydonini ta'minlaydi
  • Umumiy dasturlash interfeyslari tufayli dasturlar ko'proq ko'chiriladi
  • Dasturchilarni primitivlarni yuborish yoki qabul qilishdan himoya qiling

Kamchiliklari

  • Odatda tarqatilmaydigan umumiy xotiraga qaraganda sekinroq
  • Birgalikda ma'lumotlarga bir vaqtning o'zida kirishdan qo'shimcha himoya qilish kerak
  • Ijro etish jazosi qo'llanilishi mumkin
  • Haqiqiy xabarlar ustidan dasturchining ozgina boshqarilishi
  • Dasturchilar doimiylik modellarini tushunishlari, to'g'ri dasturlarni yozishlari kerak
  • DSM dasturlari xabarlarni uzatishning asenkron usulidan foydalanadi va shu sababli xabar uzatish dasturlaridan ko'ra samaraliroq bo'lmaydi

Katalog xotirasining izchilligi

Xotiraning izchilligi DSMni tashkil etuvchi tizim tizimni o'z ichiga olgan xotiralar bo'ylab tugunlardagi ma'lumotlar bloklari holatini kuzatishi va saqlab turishi uchun zarurdir. Katalog - bu tizim atrofida harakatlanadigan kesh bloklari holatini saqlaydigan bunday mexanizmlardan biri.

Shtatlar

Asosiy DSM katalogdagi har qanday blok uchun tugunlar orasida kamida uchta holatni kuzatib boradi.[2] Blokni keshlanmagan (U) deb belgilash uchun biron bir holat, faqat egalik qilgan yoki o'zgartirilgan (EM) sifatida blokni belgilash uchun davlat va birgalikda (S) sifatida blokni belgilash uchun davlat bo'ladi. Bloklar katalog tashkilotiga kirib, ular boshlang'ich tugunida U dan EM ga (egalik holati) o'tishadi, keyin boshqa tugunlar blokni o'qishni boshlaganda holat S ga o'tishi mumkin.

Tizimga har bir tugun bo'ylab bloklar qaerda va qanday holatda saqlanganligini kuzatishga imkon beradigan ikkita asosiy usul mavjud. Uyga yo'naltirilgan so'rov-javob uydan so'rovlar va haydovchi holatlariga xizmat ko'rsatishda foydalanadi, so'rovchilar esa har bir tugunga uy orqali o'z so'rovlarini boshqarishga va boshqarishga imkon beradi.

DSM-dagi xotira blokining holat diagrammasi. Agar tugunlardan biri EM holatidagi blokga ega bo'lsa, blok "egalik qiladi".

Uyga yo'naltirilgan so'rov va javob

Uyga yo'naltirilgan tizimda DSM tugunlar orasidagi so'rov-javob poygalarini boshqarishdan qochadi, chunki uy tuguni tranzaksiya tugashiga qaror qilgunga qadar bir vaqtning o'zida faqat bitta operatsiyani amalga oshirishga imkon beradi - odatda uy barcha javob beradigan protsessorlarni qabul qilganda so'rovga javob. Bunga Intelning misolini keltirish mumkin QPI uy manbai rejimi.[3]

Afzalliklari

  • Ma'lumotlar poygasi mumkin emas
  • Amalga oshirish oddiy

Kamchiliklari

  • Uy tuguni bilan cheklangan sekin, buferlangan so'rovlarga javob berish strategiyasi

So'rovga yo'naltirilgan so'rov va javob

So'rov o'tkazuvchiga yo'naltirilgan tizimda DSM tugunlarning o'zlari xohlagancha uy orqali gaplashishiga imkon beradi. Bu shuni anglatadiki, bir nechta tugunlar tranzaktsiyani boshlashga urinishi mumkin, ammo bu muvofiqlikni ta'minlash uchun qo'shimcha fikrlarni talab qiladi. Masalan: bitta tugun blokni qayta ishlayotganida, agar u boshqa tugundan ushbu blok uchun so'rov qabul qilsa, tashabbuskorga darhol ishlov berish tuguni ushbu so'rovni bajara olmasligini aytib berish uchun NAck (Salbiy E'tirof) yuboradi. Bunga Intelning QPI snoop-source rejimini misol keltirish mumkin.[3]

Afzalliklari

  • Tez

Kamchiliklari

  • Tabiiyki, poyga sharoitlariga to'sqinlik qilmaydi
  • Ko'proq avtobus harakati hosil bo'ladi

Muvofiqlik modellari

Tizim deb ataladigan tugunlar orasida o'qish va yozish tartibini qanday ko'rish borasida izchillikni saqlash uchun DSM ma'lum qoidalarga amal qilishi kerak izchillik modeli.

Bizda bor deylik n jarayonlar va Mi har bir jarayon uchun xotira operatsiyalari menva barcha operatsiyalar ketma-ket bajarilishini. Xulosa qilishimiz mumkin (M1 + M2 + … + Mn)!/(M1! M2!… Mn!) operatsiyalarning mumkin bo'lgan intervallari. Ushbu xulosa bilan bog'liq masala - bu operatsiyalarning to'g'riligini aniqlash. DSM uchun xotiraning izchilligi qaysi bir qatorga ruxsat berilishini belgilaydi.

DSM-da navbatdagi chaqiriqlar va javoblar

Replikatsiya

Replikatsiya algoritmlarining ikki turi mavjud. Replikatsiyani o'qing va replikatsiyani yozing. Read replikatsiyasida bir nechta tugunlar bir vaqtning o'zida o'qishi mumkin, ammo faqat bitta tugun yozishi mumkin. Replication-da bir nechta tugunlar bir vaqtning o'zida o'qishi va yozishi mumkin. Yozish talablari sekvension tomonidan ko'rib chiqiladi. Umumiy ma'lumotlarning ko'payishi odatda quyidagilarga moyildir:

  • Tarmoq trafigini kamaytiring
  • Parallellikning kuchayishiga yordam bering
  • Kamroq sahifadagi xatolar natijasida

Biroq, izchillik va izchillikni saqlash yanada qiyinlashishi mumkin.

Chiqarish va kirishning muvofiqligi

  • Chiqarish izchilligi: jarayon muhim bo'limdan chiqqanda, o'zgaruvchilarning yangi qiymatlari barcha saytlarga tarqaladi.
  • Kirishning izchilligi: jarayon muhim bo'limga kirganda, u avtomatik ravishda umumiy o'zgaruvchilar qiymatlarini yangilaydi.
    • Ko'rishga asoslangan izchillik: bu Kirish izchilligining variantidir, faqat muhim bo'limning umumiy o'zgaruvchilari tizim tomonidan avtomatik ravishda aniqlanadi. Ko'rinishga asoslangan izchillikni amalga oshirish VODCA bilan taqqoslanadigan ko'rsatkichlarga ega MPI klasterli kompyuterlarda.

Misollar

Shuningdek qarang

Adabiyotlar

  1. ^ Patterson, Devid A.; Xennessi, Jon L. (2006). Kompyuter arxitekturasi: miqdoriy yondashuv (4-nashr). Burlington, Massachusets: Morgan Kaufmann. ISBN  978-01-2370490-0.
  2. ^ Solihin, Yan (2015). Parallel ko'p yadroli me'morchilik asoslari. Boka Raton, Florida: Chapman va Xoll / CRC. 339-340 betlar. ISBN  9781482211184.
  3. ^ a b Sorin, Daniel J.; Xill, Mark D .; Vud, Devid A. (2011). Xotiraning izchilligi va keshlarning izchilligi to'g'risida primer. Morgan va Kleypul. p. 174. ISBN  978-16-0845564-5.

Tashqi havolalar