鯤鵬處理器NUMA簡介

隨著現代社會信息化、智能化的飛速發展，越來越多的設備接入互聯網、物聯網、車聯網，從而催生了龐大的計算需求。但是功耗墻問題以功耗和冷卻兩大限制極大的影響了單核算力的發展。為了滿足智能世界快速增長的算力需求，多核架構成為最重要的演進方向。傳統的多核方案采用的是SMP（Symmetric Multi-Processing）技術，即對稱多處理器結構，如圖1-1所示。在對稱多處理器架構下，每個處理器的地位都是平等的，對內存的使用權限也相同。任何一個程序或進程、線程都可以分配到任何一個處理器上運行，在操作系統的支持下，可以達到非常好的負載均衡，讓整個系統的性能、吞吐量有較大提升。但是，由于多個核使用相同的總線訪問內存，隨著核數的增長，總線將成為瓶頸，制約系統的擴展性和性能。

圖1-1 對稱多處理器SMP架構

鯤鵬處理器支持NUMA（Non-uniform memory access, 非統一內存訪問）架構，能夠很好的解決SMP技術對CPU核數的制約。NUMA架構將多個核結成一個節點（Node），每一個節點相當于是一個對稱多處理機（SMP），一塊CPU的節點之間通過On-chip Network通訊，不同的CPU之間采用Hydra Interface實現高帶寬低時延的片間通訊，如圖1-2所示。在NUMA架構下，整個內存空間在物理上是分布式的，所有這些內存的集合就是整個系統的全局內存

每個核訪問內存的時間取決于內存相對于處理器的位置，訪問本地內存（本節點內）會更快一些。Linux內核從2.5版本開始支持NUMA架構，現在的操作系統也提供了豐富的工具和接口，幫助我們完成就近訪問內存的優化和配置。所以，使用鯤鵬處理器所實現的計算機系統，通過適當的性能調優，既能夠達成很好的性能，又能夠解決SMP架構下的總線瓶頸問題，提供更強的多核擴展能力，以及更好更靈活的計算能力。

圖1-2 NUMA架構

性能調優五步法

性能優化通常可以通過如下五個步驟完成。

表1-1 性能優化的通用步驟

在性能調優經驗比較少或者對系統的軟硬件并不是非常了解時，可以參考使用五步法的模式逐步展開性能調優的工作。對于有豐富調優經驗的工程師，或者對系統的性能瓶頸已經有深入洞察的專家，也可以采用其他方法或過程展開優化工作。

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總結

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