Symmetric Multiprocessing ( SMP )

SMP Arsitektur

Hal ini berguna untuk melihat di mana SMP arsitektur muat ke dalam kategori keseluruhan parallel prosesor. Sebuah taksonomi yang menyoroti sistem prosesor paralel pertama kali diperkenalkan oleh Flynn [FLYN72] masih merupakan cara paling umum mengkategorikan sistem tersebut. Flynn diusulkan dengan kategori sebagai berikut sistem komputer:

• instruksi tunggal data tunggal (SISD) stream: Sebuah prosesor tunggal menjalankan sebuah aliran instruksi untuk beroperasi pada data yang tersimpan dalam memori tunggal.
• Single instruksi multiple data (SIMD) stream: Sebuah mesin tunggal instruksi mengontrol eksekusi simultan dari sejumlah elemen pengolahan pada dasar berbaris. Setiap elemen pemrosesan memiliki memori data yang terkait, sehingga bahwa setiap instruksi dieksekusi pada satu set data yang berbeda oleh berbagai processors.Vector dan prosesor array termasuk dalam kategori ini.
• Beberapa instruksi data tunggal (MISD) stream: Sebuah urutan data ditransmisikan ke satu set prosesor, masing-masing melaksanakan instruksi yang berbeda Struktur sequence.This tidak pernah dilaksanakan.
• Beberapa instruksi multiple data (MIMD) stream: Satu set prosesor secara simultan mengeksekusi urutan instruksi yang berbeda pada set data yang berbeda.

Organisasi SMP

Organisasi umum dari SMP.There adalah beberapa Prosessors, masing-masing berisi kontrol unit sendiri, unit aritmatika-logika, dan register. Setiap prosesor memiliki akses ke memori utama bersama dan perangkat I / O melalui beberapa bentuk mekanisme interkoneksi; bus bersama adalah fasilitas umum. Itu prosesor dapat berkomunikasi satu sama lain melalui memori (pesan dan status informasi yang tersisa dalam ruang alamat bersama-sama). Hal ini juga dapat dibuat untuk prosesor untuk pertukaran sinyal secara langsung. memori ini sering diselenggarakan simultan sehingga akses ganda untuk blok terpisah dari memori yang mungkin. Pada komputer modern, prosesor umumnya memiliki setidaknya satu tingkat cache memori yang swasta untuk prosesor. Ini menggunakan cache memperkenalkan beberapa considerations.Because desain baru setiap cache lokal berisi gambar sebagian utama memori, jika sebuah kata berubah dalam satu cache, itu menurut pikiran bisa membatalkan kata dalam cache lain. Untuk mencegah hal ini, prosesor lain harus diberitahu bahwa pembaruan telah terjadi. Masalah ini dikenal sebagai masalah koherensi cache dan biasanya dibahas dalam perangkat keras daripada oleh OS.

Multiprosesor Sistem Operasi Pertimbangan Desain

• Simultan bersamaan proses atau thread: Kernel rutinitas perlu reentrant untuk memungkinkan beberapa prosesor untuk menjalankan kode kernel yang sama simultaneously.With prosesor menjalankan beberapa bagian yang sama atau berbeda dari kernel, kernel tabel dan struktur manajemen harus dikelola dengan baik untuk menghindari jalan buntu atau operasi yang tidak valid.
• Penjadwalan: Penjadwalan dapat dilakukan oleh prosesor, jadi konflik harus dihindari. Jika kernel-tingkat multithreading digunakan, maka ada kesempatan untuk jadwal beberapa benang dari proses penjadwalan yang sama secara bersamaan pada beberapa processors.Multiprocessor diuji dalam Bab 10.
• Sinkronisasi: Dengan beberapa proses yang aktif memiliki akses yang potensial berkaitan alamat ruang bersama atau bersama I / O sumber daya, perhatian harus diambil untuk memberikan efektif sinkronisasi. Sinkronisasi adalah fasilitas yang saling memaksa pengecualian dan acara ordering.A mekanisme sinkronisasi umum digunakan dalam multiprosesor sistem operasi adalah kunci, dijelaskan dalam Bab 5.
• Manajemen memori: Memori manajemen pada multiprosesor harus berurusan dengan semua masalah yang ditemukan pada komputer uniprocessor dan dibahas dalam Bagian Tiga. Selain itu, perlu OS mengeksploitasi paralelisme perangkat keras yang tersedia, seperti kenangan multiported, untuk mencapai kinerja terbaik. Paging ini mekanisme pada prosesor yang berbeda harus dikoordinasikan untuk menegakkan konsistensi ketika beberapa prosesor berbagi halaman atau segmen dan memutuskan pada halaman penggantian.
• Keandalan dan toleransi kesalahan: OS harus menyediakan degradasi anggun wajah kegagalan prosesor. Scheduler dan bagian-bagian lain dari OS harus mengakui kehilangan prosesor dan merestrukturisasi manajemen sesuai tabel.