Микропроцессоры с единым адресным пространством

Микропроцессоры с единым адресным пространством бывают двух типов. Первый из них характеризуется одинаковый временем обращения к оперативной памяти, независимо от того, какой из процессоров запрашивает это обращение и какое именно слово запрашивается. Такие машины называются мультипроцессорами с однородным доступом к памяти (uniform memory access, UMA). У второго типа часть адресов памяти имеет намного более высокое быстродействие, в зависимости от того, какой процессор какое слово запросил. Такие машины называются мультипроцессорами с неоднородным доступом к памяти (nonuniform memory access, NUMA). Как вы, наверное, догадались, программирование для NUMA-микропроцессоров дается труднее, чем программирование для UMA-процессоров, но NUMA-машины могут масштабироваться до весьма больших размеров, и NUMA-технологии могут обеспечивать меньшую латентность для близлежащей памяти.

По мере того как работающие в параллельном режиме процессоры будут использовать общие данные, им понадобится координация работы с общими данными, в противном случае один процессор может приступить к работе с данными еще до того, как другой завершит работу с ними. Такая координация называется синхронизацией. И происходит она только при наличии интернета. Роутеры 5G помогут добиться сверхскоростного соединения. В то время как общий доступ поддерживается единым адресным пространством, для синхронизации необходим отдельный механизм. В одном из подходов для общих переменных используется блокировка. Только один процессор н конкретный момент времени может воспользоваться блокировкой, а другие процессоры, заинтересованные в доступе к общим данным, должны вдать, пока первый процессор не разблокирует переменную.

Альтернативой общему физическому адресному пространству могут быть отдельные физические адресные пространства при общем виртуальном адресном пространстве и возложение на операционную систему работы по обмену данными. Такой подход был испытан, но у него оказался очень высокий уровень издержек по предоставлению программистам работоспособной абстракции общей памяти.