numa架構詳解

一、numa架構圖

+---------------+         +---------------+
|     CPU       |         |     CPU       |
+---------------+         +---------------+
|     GPU       |         |     GPU       |
+---------------+         +---------------+
    \                 NUMA               /
     \             Architecture         /
      \                               /
+---------------------------------------+
|          Memory / I/O Nodes            |
+---------------------------------------+
| NUMA Memory |   I/O Devices | NUMA Memory|
+-------------|---------------|-----------+
|    Node 0   |   Ethernet    |   Node 1  |
+-------------|---------------|-----------+
|    Node 2   |   InfiniBand  |   Node 3  |
+-------------|---------------|-----------+

如上圖所示，NUMA架構包含CPU、GPU、Memory / I/O節點等多個組件，通過NUMA Architecture相互連接，形成一體化的系統架構。其中，Memory / I/O節點是連接CPU和外設的關鍵部分，其中包含了NUMA Memory和I/O Devices。

二、numa架構是什麼

NUMA(Non-Uniform Memory Access)架構是一種針對多處理器、多核處理器的系統架構。這種架構通過在多個處理器之間劃分內存、I/O等資源，實現不同處理器對資源的訪問與管理。

三、numa架構下只有一個

在NUMA架構下，所有的處理器和內存都被劃分成了不同的節點，不同節點之間的訪問速度是不同的。但是在NUMA架構下，所有的節點只是一個整體，節點內部和節點外部所有的資源都可以共享使用。這意味着在NUMA架構下，我們只需要將有關處理器和內存的問題看作一個整體，就可以高效地進行計算和數據處理。

四、numa架構目的

NUMA架構的主要目的是為了提高多處理器、多核處理器的計算性能。通過將內存和I/O等關鍵資源分配給各個處理器或核，可以使得每個處理器或核可以獨立訪問自己的內存，避免了處理器去訪問其他處理器或核的內存時需要額外的開銷和延遲，從而提高了系統整體的性能。

五、numa架構中文全稱

NUMA架構的中文全稱為「非一致性存儲訪問架構」。這意味着在NUMA架構下，不同處理器或核訪問同一個內存位置時，可能會得到不同的數值或延遲。

六、numa架構特點

NUMA架構的主要特點包括：

1.多處理器，多核架構。

2.內存和I/O被劃分成多個節點，不同節點之間的訪問速度可能不同。

3.每個節點可以獨立訪問自己的內存。

4.整個系統可以看作一個整體，處理器和內存可以共享使用。

七、numa節點

在NUMA架構下，內存和I/O被劃分成了多個節點。每個節點包含了一部分內存和一部分I/O設備，不同節點之間的訪問延遲和速度可能不同。如下所示，每個節點被編號為Node 0、Node 1、Node 2、Node 3。

+---------------------------------------+
|          Memory / I/O Nodes            |
+---------------------------------------+
| NUMA Memory |   I/O Devices | NUMA Memory|
+-------------|---------------|-----------+
|    Node 0   |   Ethernet    |   Node 1  |
+-------------|---------------|-----------+
|    Node 2   |   InfiniBand  |   Node 3  |
+-------------|---------------|-----------+

八、numa平衡

在NUMA架構下，為了讓系統整體達到最佳的性能，需要考慮每個節點的負載平衡。如果某個節點的負載過高，可能會導致該節點內部的計算和訪問效率降低。為了避免這種情況的發生，需要進行負載均衡，將任務等資源合理地分配到各個節點上。

九、numa關閉

在某些情況下，為了避免由NUMA架構帶來的額外開銷和延遲，可能需要將NUMA架構關閉。例如，在單CPU環境下，NUMA架構可能會造成額外的開銷和負擔，此時可以關閉NUMA架構，將所有內存和I/O設備集中在一個節點上，實現單一節點的計算和訪問。

十、numa架構網卡選取

在NUMA架構下，網卡的選取需要考慮到多個因素，例如網絡帶寬、網絡延遲、服務器負載等。通常情況下，網卡可以選擇支持NUMA的高性能網卡，從而最大化網絡通信的性能和效率。例如，Intel的IXGBE與X540網卡提供了完整的NUMA支持，並能夠自動將接收和發送隊列映射到不同節點的CPU。