Mis on sümmeetriline mitmetöötlus?

Sümmeetriline multitöötlus (SMP) on arvutiarhitektuuri tüüp, milles kaks või enam keskprotsessorit (CPU) jagavad ühist linki sama mäluga. See töötati algselt välja 1960. aastatel ja sellest ajast alates on seda kasutatud erinevates konfiguratsioonides. Iga SMP-süsteemi protsessor pääseb tarkvarale juurde ja seda käitab ühismälu mis tahes osast. Selle seadistuse populaarsus on aasta jooksul kõikunud, kuna tehnoloogia on arenenud ja turud on muutunud, kuid see on endiselt üks levinumaid mitme protsessoriga tehnoloogiaid.

SMP sai alguse 1960. aastate alguses, et ühendada kiire ühenduse kaudu mitu protsessorit ja võimaldada neil juurdepääs samadele mälumoodulitele. Kuna mälu on protsessorite vahel jagatud, võib SMP riistvara olla odavam kui muud tehnoloogiad, mis võivad pühendada mälu igale protsessorile. Selle seadistuse paljusid variante on kasutatud, mõned neist kasutavad kahe protsessori ühendamiseks lihtsat risttala, teised aga keerukamaid ühendusi kuni 32 protsessori vahel. Iga sümmeetrilist mitmetöötlussüsteemi saab selle vastastikuse ühenduse kiirus ja võimsus tagasi hoida; 32 protsessoriga süsteem ei pruugi olla 32 korda kiirem, sest nende protsessorite ja süsteemimälu vaheline ühine ühendus võib muutuda ülekoormatuks.

Üks peamisi eeliseid, mis sümmeetrilisel multitöötlusel on teiste tehnikate ees, on see, et SMP-süsteem kohtleb enam-vähem kõiki oma protsessoreid võrdselt, andes seega kõigile sama kvaliteediga juurdepääsu muule arvutiriistvarale. See tähendab, et iga süsteemi protsessor saab lugeda ja täita tarkvaraprogrammide juhiseid, olenemata sellest, kus need programmid arvuti mälus asuvad. Paljud tarkvaraprogrammid on nüüd jagatud väiksemateks tükkideks, mida nimetatakse lõimedeks; kui neid programme käitatakse SMP-süsteemis, saab iga protsessor käivitada programmi lõime, suurendades seeläbi üldist jõudlust. Kasutajataseme tarkvara ei pea muutma, et see töötaks süsteemis, mis toetab sümmeetrilist multitöötlust, kuid selle aluseks olev operatsioonisüsteem peab seda tehnoloogiat toetama.

Sümmeetrilise multitöötluse populaarsus on aastate jooksul kahanenud ja vahanenud, kuna on välja töötatud muid tehnikaid ja uuritud uusi arhitektuure. Tehnoloogia võimalikku mõju andmetöötlusele avalikustati 1990. aastate alguses; mitmed ettevõtted, eelkõige Sequent Computer Systems, hakkasid spetsialiseeruma tipptasemel SMP-süsteemide ehitamisele. Sequenti, mille IBM omandas 1999. aastal, kiideti selle disaini eest, kuid see ei suutnud kunagi tõhusalt konkureerida arvutitööstuse hiiglastega. Uuemad multitöötlustehnikad, nagu ebaühtlane mälujuurdepääs (NUMA) on tipptasemel süsteemides SMP osaliselt välja tõrjunud.

Arvutitootjad on aastate jooksul katsetanud tarbijatasandi riistvara sümmeetrilist multitöötlust; väljaspool kallist entusiastide riistvara puudub enamikul personaalarvutitel see tehnoloogia. Uued meetodid ühe protsessoriga süsteemide tõhusamaks muutmiseks, nagu samaaegne mitmelõimega töötlemine või “hüperlõime” koos mitmetuumalise tehnoloogia levikuga, on suurendanud arvutite jõudlust ilma SMP lisakuludeta. Siiski on võimalik neid tehnoloogiaid kombineerida ja kõige võimsamad lauaarvutid võivad sisaldada mitut SMP kaudu ühendatud mitmetuumalist protsessorit, luues nii suure arvutusvõimsusega süsteemi.