服务器SMP技术对称多路处理器.ppt
LOGO,1041216 宋强,服务器SMP技术 对称多路处理器,对称式多处理器,对称式多处理器(SMP)：Symmetric Multi-Processor的缩写。是指在一个计算机上汇集了一组处理器(多CPU)。各CPU之间共享内存子系统以及总线结构。虽然同时使用多个CPU，但是从管理的角度来看，它们的表现就像一台单机一样。系统将任务队列对称地分布于多个CPU之上，从而极大地提高了整个系统的数据处理能力。,随着用户应用水平的提高，只使用单个的处理器确实已经很难满足实际应用的需求，因而各服务器厂商纷纷通过采用对称多处理系统来解决这一矛盾。简单的说就是可以让几个CPU同时工作,交替运行技术.这样就提高了CPU的工作频率,相对也就提高了服务器的整机性能。,SMP的应用优势,对称多处理(SMP)广泛应用于 PC 领域，能够显著提升台式计算机的性能。SMP 能使单芯片上多个相同的处理子系统运行相同的指令集，而且都对存储器、I/O 和外部中断具有同等的访问权限。操作系统(OS)的单份拷贝就能控制所有内核，使任何处理器都能运行所有的线程，而无需考虑内核、应用或中断服务的区分。,SMP 赋予应用与产品的优势,目前，制造商希望投资于一款能够使其在不同级别产品中充分利用与扩展、并同时满足未来需求的平台。SMP 能够以真正的性能可扩展性全面满足这一需求。与只能提高单个内核速度的前代解决方案不同，SMP 将为整个多内核实现真正的可扩展性，为每一款产品实现性能与功耗的最佳组合。,SMP 将允许制造商在统一的平台上以更高的性能支持如上网本等未来产品。一旦 SMP 的软件开发完成，设计人员便可根据未来需要添加多个处理器，而且这对软件将保持透明。SMP 设计可为制造商满足未来应用需求打下坚实的基础。,SMP 软件的影响,SMP 可为各个层面的软件大幅提高性能。对于不支持 SMP 的软件，我们可使用操作系统任务管理器在每个内核上启动进程来实现并行工作。并行进程执行自然会提升性能，虽然其效率不如线程级处理那么高，但也不会对应用开发人员造成更多的设计麻烦。,构建一套SMP系统的必要条件是：,支持SMP的硬件，包括主板和CPU；支持SMP的系统平台，如Windows NT/2000 Server、Windows Server 2003、Linux连同其他Unix等32位操作系统；还需要有支持SMP的应用软件，才能发挥SMP的威力。,支持SMP的CPU须满足以下几个条件,CPU必须内置APIC单元CPU的型号必须相同运行频率要相同尽可能使用相同产品序列号的CPU,CPU必须内置APIC单元,Intel多处理规范的核心就是高级可编程中断控制器（Advanced Programmable Interrupt Controllers，缩写为APIC）。CPU通过彼此发送中断来完成他们之间的通信，通过给中断附加动作，不同的CPU能够在某种程度上彼此进行控制。每个支持SMP的CPU都必须有自己的APIC，否则将无法处理多CPU之间的中断协调。,CPU的型号必须相同,SMP的CPU必须具备相同的产品型号和同样类型的CPU核心。虽然AMD Athlon XP和Intel Pentium 4各自都内置有APIC单元，想要让他们一起建立SMP系统是不可能的，因为他们的运行指令不完全相同，APIC的中断协调差异也很大。即使是Intel Celeron和Intel Pentium 4也不能一起建立SMP，甚至即使是相同核心但是产品批号不同的CPU，也可能会影响SMP的建立。,运行频率要相同,SMP的CPU需要运行在完全相同的运行频率上。例如要建立双Pentium 4系统，必须使用两颗频率相同的Pentium 4 CPU，比如都是2GHz，而不能是一颗1.8GHz，另一颗2GHz，否则系统将无法正常使用。,尽可能使用相同产品序列号的CPU,即使是同样核心的相同频率处理器，由于生产批次不同也会造成意想不到的问题。两个生产批次的CPU作为双处理器运行的时候，有可能会发生一颗CPU负担过高，而另一颗负担很少的情况，无法发挥最大性能，更糟糕的是可能导致死机，因此，应该尽可能选择同一批生产（即具备相同产品序列号）的CPU来组建SMP系统。,除了CPU外，服务器的主板也必须支持SMP，他是实现SMP诸多因素中仅次于CPU的因素。首先主板要支持SMP，否则这么多的CPU插在哪儿呢？有的SMP主板支持两颗CPU，有的能够支持4颗CPU，更有的主板支持更多的CPU，但是支持SMP的主板的CPU插槽数量必须是偶数。,SMP主板并非只是增加几个CPU插槽，其中涉及很复杂的多处理技术。SMP主板也需要I/O APIC来处理由I/O设备引起的中断。另外服务器的操作系统也要支持SMP。,有了支持SMP的CPU和主板，并不等于万事大吉了。假如没有多处理器操作系统的支持，即使安装了多颗CPU和相应的主板，系统性能会跟装有1颗CPU的系统没有什么差别，原因就在于因为没有操作系统的支持。现在服务器操作系统一般都支持多CPU，比如Windows NT/2000 Server、Windows Server 2003、Linux连同其他Unix等32位服务器操作系统，而Windows 9x/Me等用于PC的操作系统是不支持多处理的。,在应用软件方面，假如要体现SMP的优越性，也就有必要支持SMP。即使有了CPU、主板、操作系统的支持，但是假如没有针对SMP优化了的应用程式的支持，如PhotoShop、3D Studio MAX和AutoCAD等，SMP也不能自由发挥。只有针对SMP优化了的应用系统才能在SMP系统上大展身手，SMP能够显著提高经过优化了的应用软件的多任务和多线程性能。,
