четырехпроцессорной материнской платы SHV (standard high-volume), расширенную средствами поддержки архитектуры разделяемой памяти.
NUMA рекламируется как универсальный способ масштабирования систем на базе Pentium Pro в широком диапазоне - от автономных четырехпроцессорных серверов до кластерных решений, связывающих множество таких серверов.
Она включает в себя аппаратное соединение, связывающее шины памяти разрозненных многопроцессорных систем, и иерархическую структуру памяти, которая позволяет воспринимать как общее поле объединенные ресурсы памяти этих систем.
"Речь идет о новой разновидности систем межпроцессорной связи, поднимающей традиционные SMP-архитектуры на новый уровень, со значительно большим числом процессоров и возросшей пропускной способностью ввода/вывода, - сказал Джеф Лиибл, исследователь из компании Smaby Group. - NUMA пытается эмулировать программную модель SMP-машины, в которой многочисленные системы совместно используют общий пул памяти".
Технологию можно реализовать на серверах как на базе процессоров Intel, так и на базе RISC-процессоров. Впрочем, пока настоящей любимицей отрасли остается материнская плата Alder компании Intel.
"До сих пор все высокопроизводительные серверы делались на базе процессоров RISC, а серверы на Pentium Pro числились среди систем младшего класса, - заметил Ричард Партридж, аналитик из компании D.H. Brown Associates. - NUMA - один из способов выгодно использовать обладающие исключительно привлекательным соотношением цена/производительность платы SHV, не переделывая все программное обеспечение от начала и до конца".
Поскольку архитектура NUMA реализует модель разделяемой памяти, существующие приложения будут выполняться на нескольких узлах в точности так же, как если бы они работали на одиночной системе. Это позволит NUMA-кластерам воспользоваться огромным количеством уже разработанного программного обеспечения без всякой переделки исходного кода. Данное свойство особенно привлекательно для тех, кто работает с "тяжеловесными" приложениями для мэйнфреймов.
Использование этой технологии невозможно без модификации операционной системы, которая выполняет функцию миграции задач и программ и должна справиться с переменным временем доступа к памяти и детальной настройкой на конкретное аппаратное обеспечение.
Разработанная Intel материнская плата SHV, рассчитанная на четыре процессора, практически идентична четырехпроцессорной плате Alder, за исключением несколько измененного физического расположения, допускающего прямое подсоединение к шине памяти. Протоколы взаимодействия стали намного более сложными; реализован специальный механизм отсрочки, позволяющий центральным процессорам обрабатывать данные, не дожидаясь их полного поступления.
Компании Sun Microsystems, Hewlett-Packard, Digital Equipment, NCR, Silicon Graphics и Microsoft единодушно заявили, что внимательно оценивают перспективы данной технологии. Sequent Computer Systems и Data General работают над серверами, поддерживающими NUMA, рассчитывая представить свои продукты в конце года. Tandem Computers и Compaq Computer заявили, что в настоящий момент не строят никаких планов относительно компьютеров с архитектурой NUMA.
Может оказаться, что NUMA - это как раз то средство, которое откроет перед Windows NT дверь "в старший класс"; однако аналитики указывают на недостаточную масштабируемость NT, не позволяющую ей реализовать все преимущества разделяемой SMP-архитектуры. По мнению многих специалистов, для Microsoft наибольшей привлекательностью могла бы обладать архитектура без разделяемых ресурсов (shared-nothing) с быстрым протоколом передачи сообщений, в которой на каждом узле в системе установлена собственная копия ОС.
SCO и DG встраивают в ОС механизм построения кластеров
Стремясь предложить эффективный способ построения кластеров из компьютеров на базе Intel Pentium Pro, компании Santa Cruz Operation и Data General встраивают в операционную систему SCO UnixWare разработанную Data General архитектуру доступа к неоднородной памяти (nonuniform memory access, NUMA).
NUMA призвана решить проблему масштабирования кластерных одно- или четырехпроцессорных систем, трактуя память нескольких серверов как одно целое и таким образом высвобождая вычислительные ресурсы, обычно расходуемые на управление памятью.
SCO работает над версией UnixWare, которая поддерживает NUMA и может управлять коммуникациями между объединенными в кластер серверами. Компания надеется, что ей удастся позиционировать свою новую операционную систему, Gemini, которая появится в середине 1997 года в качестве оптимального варианта ОС Unix для кластерных систем старшего класса.
Предполагается, что Gemini придет на смену операционным системам SCO UnixWare и OpenServer. По словам Скотта Мак-Грегора, старшего вице-президента Santa Cruz Operation, ее 64-разрядная версия появится в середине 1998 года.
Как считает Ричард Партридж, аналитик D.H. Brown Associates, NUMA может оказаться наиболее эффективным в ценовом отношении способом обеспечить когерентность кэшей и возможности управления памятью в системах, масштабируемых до десятков процессоров.
"С архитектурой разделяемой шины у вас появится куча проблем, если вы имеете дело с общим пулом памяти симметрично-многопроцессорных систем. Если же вы готовы потратить много денег, можно построить более мощную шину, - сказал Партридж. - Однако сейчас компании обнаружили, что экономнее и проще создавать большую систему из дешевых, стандартных, серийно выпускающихся плат, связав их вместе и используя подход NUMA".