2024年4月16日发(作者：)

smp 与mpp

对称多处理器（SMP）概念和体系结构对于增加系统复杂性的任何变

化，为了获得令人满意的操作和性能，使用多处理器产生了一些设计

时必须引起注意的事项。额外的复杂性使得软／硬件权衡的作用域更

大，并且比在单处理器系统中更需要软／硬件的密切配合。设计响应

和权衡的不同组合使得多处理器系统的体系结构更加多样化。这一节

描述了多处理器系统的主要设计注意事项和这些事项的硬件响应。多

处理的类型有几种多处理（MP）系统，如下所述：非共享 MP（纯群

集）每个处理器都是一个完全独立的机器，运行操作系统的一个副本。

处理器之间没有共享的部分（每一个都有自己的内存，高速缓存和磁

盘），但是它们是互联的。通过 LAN 连接时，处理器之间是松散耦合

的。而通过转换器连接时，处理器之间是紧密耦合的。处理器之间的

通信是通过消息传送来实现的。这样一个系统的优点是它具有很好的

可伸缩性和高可用性。而缺点则是该系统是一个不为人熟悉的编程模

型（消息传送）。共享磁盘 MP处理器拥有自身的内存和高速缓存。

处理器并行运行并共享磁盘。每个处理器都运行操作系统的一份副

本，并且处理器之间是松散耦合的（通过 LAN 连接）。处理器之间的

通信是通过信息传送实现的。共享磁盘的优点是保留了熟悉的编程模

型的一部分（磁盘数据是可寻址和连续的，而内存则不是），而且与

共享内存的系统相比，这种系统更容易实现高可用性。缺点是由于在

对共享数据进行物理和逻辑访问时存在瓶颈，它的可伸缩性受到限

制。共享内存群集（SMC）一个共享内存群集中的所有处理器有自己

的资源（主存储器、磁盘和 I/0），并且每个处理器运行一份操作系

统的副本。处理器之间是紧密耦合的（通过一个转换器连接）。处理

器之间的通信是通过共享内存实现的。共享内存 MP所有处理器通过

一条高速总线或者一个转换器在同一机器中紧密耦合。处理器共享同

样的全局内存、磁盘和 I/0 设备。只有一份操作系统的副本跨所有

处理器运行，并且操作系统必须设计为能利用这种体系结构（多线程

操作系统）。SMP 有几个优点：· 它们是增加吞吐量的一种划算

的方法。 · 由于操作系统由所有处理器共享，它们提供了一个

单独的系统映像（易于管理）。 · 它们对一个单独的问题应用多

处理器（并行编程）。 · 负载平衡是由操作系统实现

的。 · 这种单处理器（UP）编程模型可用于一个 SMP

中。 · 对于共享数据来说，它们是可伸缩的。 · 所有数据

可由所有处理器寻址，并且由硬件监视逻辑保持连续性。 · 由

于通信经由全局共享内存执行，在处理器之间通信不必使用消息传送

库。 · 更多能量的需求可通过向系统添加更多处理器来解决。

然而，在一个 SMP 系统里添加更多处理器时，您必须设置关于性能

增强的现实期望值。 · 现在越来越多的应用程序和工具都可以

使用。大多数 UP 应用程序可以在 SMP 体系结构中运行或者被移植

到 SMP 体系结构中。SMP 系统有一些局限性，如下所述：· 由

于高速缓存相关性、锁定机制、共享对象和其它问题，可伸缩性受到

限制。 · 需要新技术来利用多处理器，例如线程编程和设备驱

动程序编程。吞吐量一个 SMP 系统的吞吐量主要由以下因素决

定：· 一直处于高级别的工作负载并行性。处理器在特定时间里

拥有更多的可分派线程并不能补偿一些处理器在其它时间闲置的情

况。 · 锁争用的数量。 · 处理器相似性的程度。响应时间

一个处于 SMP 系统中的特定程序的响应时间取决于：· 该程序

的进程并行性级别。如果该程序一直拥有两个或更多可分派线程，它

的响应时间很可能会在 SMP 环境里得到改善。如果程序只包含一个

单独的线程，它的响应时间最多也就是和一个处于相同速度单处理器

中的程序相当。 · 与程序其它实例或者其它使用相同锁的程序

之间的锁争用的数量。 · 程序对处理器的相似性程度。如果程

序每次都被分派到不同的处理器中，该处理器中没有它的任何高速缓

存线，则该程序可能会比在一个相当的单处理器中运行得更

慢。· SMP系统与MPP系统比较· 2007-12-18

09:35 SMP (Symmetric Multi Processing),对称多处理系统内有许

多紧耦合多处理器，在这样的系统中，所有的CPU共享全部资源，如

总线，内存和I/O系统等，操作系统或管理数据库的复本只有一个，

这种系统有一个最大的特点就是共享所有资源。

MPP (Massively Parallel Processing)，大规模并行处理系统，这

样的系统是由许多松耦合的处理单元组成的，要注意的是这里指的是