多处理机存储器功能英文解释翻译、多处理机存储器功能的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 multiprocessor storage function
分词翻译:
多处理机的英语翻译:
【计】 multiprocesor; multiprocessor; polypocessor
存储器的英语翻译:
storage; store
【计】 M; memorizer; S
功能的英语翻译:
function
【计】 F; FUNC; function
【医】 function
【经】 functions
专业解析
多处理机存储器功能(Multiprocessor Memory Function)指在包含多个独立处理单元(CPU或核心)的计算机系统中,存储器子系统所承担的关键职责及其实现机制。其核心目标是高效、可靠地支持多个处理器并发访问共享数据与指令,同时维护系统状态的一致性。主要功能可概括为以下方面:
-
共享数据存储与访问(Shared Data Storage & Access)
- 功能描述: 为所有处理器提供统一的物理或逻辑地址空间,存储程序代码、共享数据结构和通信缓冲区。处理器通过加载(Load)和存储(Store)指令访问该空间。
- 汉英对照: 共享存储 (Shared Memory) / 全局地址空间 (Global Address Space)。
- 技术要点: 这是多处理机区别于多计算机的核心特征,避免了显式消息传递的复杂性。
-
缓存一致性维护(Cache Coherence Maintenance)
- 功能描述: 当每个处理器拥有私有缓存(Cache)以加速访问时,确保所有处理器看到的共享内存位置的值是一致的。即,一个处理器对共享数据的修改必须及时反映到其他处理器的缓存中。
- 汉英对照: 缓存一致性 (Cache Coherence) / 一致性协议 (Coherence Protocol)。
- 技术要点: 通过硬件实现的协议(如 MESI、MOESI)监听总线或目录来跟踪缓存行状态(Modified, Exclusive, Shared, Invalid),并触发相应的更新或失效操作。这是多处理机存储器最复杂且关键的功能之一。
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内存访问同步(Memory Access Synchronization)
- 功能描述: 提供硬件原语(如原子操作、内存屏障)和基于存储器的同步机制(如锁 Lock、信号量 Semaphore、栅栏 Barrier),协调多个处理器对共享资源的并发访问,防止竞争条件(Race Condition)和数据损坏。
- 汉英对照: 同步原语 (Synchronization Primitives) / 原子操作 (Atomic Operations) / 内存屏障 (Memory Barrier or Fence)。
- 技术要点: 原子操作(如 Test-and-Set, Compare-and-Swap)是不可分割的指令序列,是构建锁等高级同步机制的基础。内存屏障确保内存操作的顺序性。
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非统一内存访问支持(NUMA Support - Non-Uniform Memory Access)
- 功能描述: 在大型多处理机系统(尤其是基于多路服务器主板或多插槽系统的系统)中,物理内存分布在不同的节点或插槽上。访问本地内存的速度快于访问远端内存。存储器功能需管理这种访问延迟的不均匀性。
- 汉英对照: 非统一内存访问 (NUMA) / 本地内存 (Local Memory) / 远端内存 (Remote Memory)。
- 技术要点: 操作系统和硬件(如内存控制器)协同工作,通过页迁移、复制和亲和性调度策略,尽量将数据和进程放置在靠近其访问处理器的内存上,优化性能。
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可靠性与容错(Reliability & Fault Tolerance)
- 功能描述: 通过错误检测与纠正码(ECC - Error Correcting Code)等技术保护存储器内容免受软错误(如宇宙射线引起的位翻转)影响,提高系统整体可靠性。
- 汉英对照: 错误检测与纠正 (Error Detection and Correction - ECC) / 奇偶校验 (Parity Check)。
- 技术要点: ECC 内存能检测并自动纠正单位错误,检测双位错误,是服务器和工作站多处理机系统的标配。
权威参考来源:
- 《计算机体系结构:量化研究方法》(Computer Architecture: A Quantitative Approach) (Hennessy & Patterson):经典教材,深入讲解多处理机缓存一致性、内存模型、同步和互连。 [标准学术参考]
- IEEE Xplore Digital Library: 包含大量关于多处理机缓存一致性协议、NUMA 优化、同步机制和可靠性设计的最新研究论文和技术标准。 [学术期刊/会议数据库]
- ACM Digital Library: 提供计算机科学领域,特别是并行与分布式计算、体系结构方面的重要文献,涵盖多处理机存储系统的设计与分析。 [学术期刊/会议数据库]
- 处理器与芯片组厂商技术文档 (如 Intel, AMD): 提供其多路服务器平台(如 Intel Xeon Scalable, AMD EPYC)的架构手册,详细描述其实现的内存子系统特性(如缓存层次、一致性协议、NUMA 架构、内存保护机制)。 [厂商白皮书/开发者手册]
网络扩展解释
多处理机存储器的功能主要体现在以下方面,结合共享架构和并行计算需求展开:
一、核心功能
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共享数据存储与通信
多处理机系统中的存储器为多个处理器提供统一的数据共享空间,允许不同CPU直接读写同一存储区域。例如,一个CPU写入数据后,另一个CPU可立即读取该数据,实现高效的处理器间通信。这种机制是共享存储器多处理机(如SMP系统)的基础。
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支持并行计算协同
存储器作为全局资源,存放共享程序、中间结果和同步信号,使多处理器能协同处理同一任务。例如,分布式共享多处理机通过逻辑统一编址的本地存储器,实现高效并行计算。
二、架构类型差异
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UMA(统一存储器访问)
典型代表为对称多处理机(SMP),所有处理器访问存储器的延迟相同,通过总线或交叉开关互联,适合中小规模系统。
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NUMA(非一致存储器访问)
在大规模系统中,存储器分布在不同处理器节点,访问本地存储快于远程存储,需通过特定协议管理数据一致性。
三、扩展特性
- 容错与负载均衡:共享存储器可动态分配任务数据,避免单点故障影响整体系统。
- 虚拟化支持:现代多处理机通过存储器虚拟化技术,实现资源隔离与灵活调度。
提示:若需了解具体技术实现(如缓存一致性协议),可进一步查阅计算机体系结构相关文献。
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