多处理器与多计算机系统的区别

多处理器和多计算机系统 是并行计算机的一种形式。这些系统之间的主要区别在于，多处理器是包含许多互连处理器、具有标准计算资源（如内存和输入/输出设备）的单台计算机。另一方面，多计算机是通过网络连接许多独立的计算机构建的，每个独立的系统都拥有自己的计算能力。

在本文中，您将了解多处理器和多计算机之间的区别。但在讨论区别之前，您必须了解多处理器和多计算机的优缺点。

什么是多处理器？

多处理器是一种包含多个中央处理单元 (CPU) 的系统，这些 CPU 共享对公共随机存取存储器 (RAM) 的完全访问权限。使用多处理器的主要目的是提高系统执行速度，其他目标包括应用程序匹配和容错。多个处理器可以同时执行各种任务。如果一个 CPU 发生故障，不会影响其他处理器的任务。因此，多处理器更可靠。

多处理器分为两类：共享内存多处理器和分布式内存多处理器。

共享内存多处理器

在共享内存多处理器中，所有 CPU 共享公共内存，并且处理器可以通过读写内存来相互通信。它也称为对称多处理器系统。

分布式内存多处理器

在分布式内存多处理器中，每个处理器都有自己的私有内存。如果请求的数据不在私有内存中，则处理器会利用总线与主内存或其他处理器通信。多处理器提供更快的计算、更高的性能和更高的容错能力。

多处理器模型

多处理器主要有三种模型。它们如下：

1. UMA（统一内存访问）

该模型将物理内存均匀地分布在各个处理器之间，每个处理器对所有内存字都有相等的访问时间。

2. NUMA（非统一内存访问）模型

它是一个共享内存多处理器，只是访问时间取决于内存字的位置。NUMA 模型有两种变体。一种模型将共享内存物理上分布给所有处理单元，而另一种模型在多处理器系统中采用共享内存。

3. COMA（仅缓存内存架构）模型

该模型由多处理器和缓存内存组合而成。它将分布式内存转换为缓存内存。它不使用内存层次结构，而是通过聚合所有缓存来创建全局地址空间。

多处理器的优缺点

多处理器系统有各种优点和缺点。多处理器系统的一些优点和缺点如下：

优点

1. 由于多个处理器在系统之间共享工作，因此工作是通过协作完成的。这表明这些系统是可靠的。
2. 当连接多个处理器时，有助于匹配应用程序的需求。同时，多处理器系统通过消除集中式功能的需求来节省成本。然而，这种结构允许未来扩展。
3. 它有助于提高系统的真实性。多处理器系统中的任何一个组件发生故障，对系统的其余部分影响有限。
4. 它有助于提高系统的成本/性能比。
5. 单个处理器系统负担较大，因为需要同时执行多个进程。然而，在多处理器系统中，多个进程只执行几次。这意味着多处理器 CPU 比单处理器消耗的电量更少。

缺点

1. 它有多个处理器共享内存、外围设备和其他一些资源。
2. 如果其中一个 CPU 发生故障，工作将在剩余的 CPU 之间分担。负面影响是工作会更快完成，系统性能会受到影响。
3. 尽管多处理器系统在长期来看比使用多个系统便宜，但它们仍然非常昂贵。与多处理器系统相比，简单的单处理器系统购买成本要低得多。
4. 在多处理器系统中，所有处理器共享内存。因此，与单处理器系统相比，需要更大的内存池。
5. 如果一个处理器正在使用输入/输出设备，则其他处理器无法使用同一输入/输出设备，这会导致死锁。

什么是多计算机？

多计算机是一个包含多个处理器协同工作来解决问题的系统。每个处理器都有自己的内存，并且只能由该处理器访问。互连网络允许处理器相互通信。

由于多计算机可以在处理器之间传输消息，因此任务可以分配给 CPU 来完成。因此，多计算机可用于分布式计算。与多处理器相比，多计算机更容易且成本更低。另一方面，编程多计算机很复杂。

多计算机是NORMA 模型的基础。NORMA 是“无远程内存访问”的缩写。它描述了具有处理器、本地内存、连接磁盘和输入/输出外围设备的多个独立节点如何通过消息而不是直接通信来通信。

多计算机代

多计算机经历了几个独特的技术阶段，可以追溯其不同代，最终目标是实现大规模并行处理。

第一代

第一代（1983-1987）采用多微处理器、流行的静态互连网络（基于超立方体）和软件控制的消息传递机制构建。因此，它提供了成本/性能比，最终对当时像惠普、DEC、IBM、NCR 等跨国巨头最流行的通用大型机构成了严峻挑战。

第二代

多计算机的第二代（1988-1992）用更快的微处理器（如 RISC 处理器）、网格拓扑、增强的互连网络和硬件支持的路由算法（如虫洞路由）取代了较慢的软件控制消息传递机制。因此，全局通信延迟从 6000 ps 降低到5 ps，本地通信延迟从 2000 ps 降低到5 ps，平均速度比其前代产品提高了约 10 倍。然而，这一代提供了中等粒度的并行性（在任务、进程和子程序级别），以平衡这种计算分辨率和当前的通信延迟，以实现足够的同步。

第三代

多计算机的第三代（1993-1997）是细粒度多计算机，拥有更多更先进的处理器、更快的路由通道，以及每个 CPU 中等大小的私有内存，旨在通过研究指令级并行和数据并行来实现大规模并行。它提供了足够的语言和运行时软件环境支持，就像优化编译器的使用一样，它可以自动检测并行性并将源代码转换为运行时系统在执行期间可以识别的可接受的并行形式。

多计算机的特点

多计算机有各种特点。多计算机的一些特点如下：

1. 多计算机编程很复杂。
2. 开发成本较低。
3. 它简单易学。

多处理器和多计算机系统之间的主要区别

多处理器和多计算机系统之间有许多主要区别。多处理器和多计算机系统之间的一些主要区别如下：

1. 多处理器是具有多个中央处理单元 (CPU) 的系统，可以执行各种任务。相比之下，多计算机是通过互连网络连接的多个处理器来完成计算任务的系统。
2. 多处理器系统的程序通常更简单。相比之下，多计算机系统的程序通常更具挑战性。
3. 多处理器使用动态网络，其中通信链路可以通过改变系统的活动交换单元来重新组织。相比之下，多计算机使用静态网络，其中交换单元的连接是固定的，并通过直接点对点连接定义。
4. 多处理器系统需要处理单元和内存之间进行适当的通信才能成功分配资源。相比之下，多计算机不需要处理器单元或内存资源之间的交互。
5. 多处理器支持并行计算。相比之下，多计算机支持分布式计算。
6. 与多处理器相比，多计算机的开发难度更小，成本也更低。
7. 微处理器被称为紧耦合系统。相比之下，多计算机被称为松散耦合系统。

多处理器和多计算机系统之间的逐项比较

在这里，您将了解多处理器和多计算机系统之间的逐项比较。多处理器和多计算机系统之间的主要区别如下：

结论

多计算机和多处理器都是并行计算机类型，多处理器包含使用共享内存的多个处理组件。相比之下，在多计算机中，多个独立的计算机连接在一起，每个计算机都有自己的分布式内存。