多處理機存儲器功能英文解釋翻譯、多處理機存儲器功能的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 multiprocessor storage function
分詞翻譯:
多處理機的英語翻譯:
【計】 multiprocesor; multiprocessor; polypocessor
存儲器的英語翻譯:
storage; store
【計】 M; memorizer; S
功能的英語翻譯:
function
【計】 F; FUNC; function
【醫】 function
【經】 functions
專業解析
多處理機存儲器功能(Multiprocessor Memory Function)指在包含多個獨立處理單元(CPU或核心)的計算機系統中,存儲器子系統所承擔的關鍵職責及其實現機制。其核心目标是高效、可靠地支持多個處理器并發訪問共享數據與指令,同時維護系統狀态的一緻性。主要功能可概括為以下方面:
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共享數據存儲與訪問(Shared Data Storage & Access)
- 功能描述: 為所有處理器提供統一的物理或邏輯地址空間,存儲程式代碼、共享數據結構和通信緩沖區。處理器通過加載(Load)和存儲(Store)指令訪問該空間。
- 漢英對照: 共享存儲 (Shared Memory) / 全局地址空間 (Global Address Space)。
- 技術要點: 這是多處理機區别于多計算機的核心特征,避免了顯式消息傳遞的複雜性。
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緩存一緻性維護(Cache Coherence Maintenance)
- 功能描述: 當每個處理器擁有私有緩存(Cache)以加速訪問時,确保所有處理器看到的共享内存位置的值是一緻的。即,一個處理器對共享數據的修改必須及時反映到其他處理器的緩存中。
- 漢英對照: 緩存一緻性 (Cache Coherence) / 一緻性協議 (Coherence Protocol)。
- 技術要點: 通過硬件實現的協議(如 MESI、MOESI)監聽總線或目錄來跟蹤緩存行狀态(Modified, Exclusive, Shared, Invalid),并觸發相應的更新或失效操作。這是多處理機存儲器最複雜且關鍵的功能之一。
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内存訪問同步(Memory Access Synchronization)
- 功能描述: 提供硬件原語(如原子操作、内存屏障)和基于存儲器的同步機制(如鎖 Lock、信號量 Semaphore、栅欄 Barrier),協調多個處理器對共享資源的并發訪問,防止競争條件(Race Condition)和數據損壞。
- 漢英對照: 同步原語 (Synchronization Primitives) / 原子操作 (Atomic Operations) / 内存屏障 (Memory Barrier or Fence)。
- 技術要點: 原子操作(如 Test-and-Set, Compare-and-Swap)是不可分割的指令序列,是構建鎖等高級同步機制的基礎。内存屏障确保内存操作的順序性。
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非統一内存訪問支持(NUMA Support - Non-Uniform Memory Access)
- 功能描述: 在大型多處理機系統(尤其是基于多路服務器主闆或多插槽系統的系統)中,物理内存分布在不同的節點或插槽上。訪問本地内存的速度快于訪問遠端内存。存儲器功能需管理這種訪問延遲的不均勻性。
- 漢英對照: 非統一内存訪問 (NUMA) / 本地内存 (Local Memory) / 遠端内存 (Remote Memory)。
- 技術要點: 操作系統和硬件(如内存控制器)協同工作,通過頁遷移、複制和親和性調度策略,盡量将數據和進程放置在靠近其訪問處理器的内存上,優化性能。
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可靠性與容錯(Reliability & Fault Tolerance)
- 功能描述: 通過錯誤檢測與糾正碼(ECC - Error Correcting Code)等技術保護存儲器内容免受軟錯誤(如宇宙射線引起的位翻轉)影響,提高系統整體可靠性。
- 漢英對照: 錯誤檢測與糾正 (Error Detection and Correction - ECC) / 奇偶校驗 (Parity Check)。
- 技術要點: ECC 内存能檢測并自動糾正單位錯誤,檢測雙位錯誤,是服務器和工作站多處理機系統的标配。
權威參考來源:
- 《計算機體系結構:量化研究方法》(Computer Architecture: A Quantitative Approach) (Hennessy & Patterson):經典教材,深入講解多處理機緩存一緻性、内存模型、同步和互連。 [标準學術參考]
- IEEE Xplore Digital Library: 包含大量關于多處理機緩存一緻性協議、NUMA 優化、同步機制和可靠性設計的最新研究論文和技術标準。 [學術期刊/會議數據庫]
- ACM Digital Library: 提供計算機科學領域,特别是并行與分布式計算、體系結構方面的重要文獻,涵蓋多處理機存儲系統的設計與分析。 [學術期刊/會議數據庫]
- 處理器與芯片組廠商技術文檔 (如 Intel, AMD): 提供其多路服務器平台(如 Intel Xeon Scalable, AMD EPYC)的架構手冊,詳細描述其實現的内存子系統特性(如緩存層次、一緻性協議、NUMA 架構、内存保護機制)。 [廠商白皮書/開發者手冊]
網絡擴展解釋
多處理機存儲器的功能主要體現在以下方面,結合共享架構和并行計算需求展開:
一、核心功能
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共享數據存儲與通信
多處理機系統中的存儲器為多個處理器提供統一的數據共享空間,允許不同CPU直接讀寫同一存儲區域。例如,一個CPU寫入數據後,另一個CPU可立即讀取該數據,實現高效的處理器間通信。這種機制是共享存儲器多處理機(如SMP系統)的基礎。
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支持并行計算協同
存儲器作為全局資源,存放共享程式、中間結果和同步信號,使多處理器能協同處理同一任務。例如,分布式共享多處理機通過邏輯統一編址的本地存儲器,實現高效并行計算。
二、架構類型差異
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UMA(統一存儲器訪問)
典型代表為對稱多處理機(SMP),所有處理器訪問存儲器的延遲相同,通過總線或交叉開關互聯,適合中小規模系統。
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NUMA(非一緻存儲器訪問)
在大規模系統中,存儲器分布在不同處理器節點,訪問本地存儲快于遠程存儲,需通過特定協議管理數據一緻性。
三、擴展特性
- 容錯與負載均衡:共享存儲器可動态分配任務數據,避免單點故障影響整體系統。
- 虛拟化支持:現代多處理機通過存儲器虛拟化技術,實現資源隔離與靈活調度。
提示:若需了解具體技術實現(如緩存一緻性協議),可進一步查閱計算機體系結構相關文獻。
分類
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