メモリと通信とは? わかりやすく解説

メモリと通信

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/07/25 13:20 UTC 版)

並列計算」の記事における「メモリと通信」の解説

並列コンピュータ主記憶は、共有メモリ型(全プロセッサ単一物理アドレス空間共有する)と分散メモリ型(各プロセッサローカルな独自の物理アドレス空間を持つ)に分けられる分散メモリは、メモリ論理的に分散しているためにそのように呼ばれるが、実際に物理的に分散していることが多い。分散共有メモリはこの2つの方式組み合わせたものであり、各プロセッサローカルなメモリローカルでないメモリ両方アクセスできる。この場合ローカルなメモリへのアクセスローカルでないメモリへのアクセスよりも一般に高速である。 全主記憶に同じレイテンシおよび帯域幅アクセスできるコンピュータアーキテクチャUMA (Uniform Memory Access) と呼ぶ。これは共有メモリシステム(メモリ物理的に分散してない場合)しか実現できないそれ以外アーキテクチャNUMA (Non-Uniform Memory Access) と呼ぶ。分散メモリシステムはNUMAである。 コンピュータにはキャッシュメモリ使われていることが多く、(物理的に論理的にも)プロセッサ近く高速かつ小容量メモリ配置し主記憶内容コピー一時的に保持する共有メモリ型の並列コンピュータでは、主記憶上の同じアドレス内容コピー複数キャッシュメモリ上に存在する可能性があり、その内容食い違うプログラムの実行支障発生するそのような問題への対処としてキャッシュコヒーレンシシステムがあり、プロセッサが常に最新内容得られるようキャッシュ内容制御する。よく使われる方式としては、バススヌーピングがある。大型かつ高性能のキャッシュコヒーレンシシステムの設計は、コンピュータアーキテクチャ中でも非常に難し問題である。そのため、共有メモリ型のシステム分散メモリ型ほどスケーラブルではない。 プロセッサ同士またはプロセッサメモリ通信ハードウェア実装方式は様々であり、マルチポート型の共有メモリクロスバースイッチ共有バススター型リング型ツリー型ハイパーキューブ型、ファット・ハイパーキューブ型(ハイパーキューブ頂点複数ノード接続される形態)、メッシュ型などの様々なネットワーク構成のインターコネクト・ネットワークがある。 インターコネクト・ネットワークを使った並列コンピュータは、直接接続されていないノード間でメッセージパッシングできるように何らかのルーティング機構が必要となる。大規模なマルチプロセッサ機では、プロセッサ間の通信媒体複数階層構成することもある。

※この「メモリと通信」の解説は、「並列計算」の解説の一部です。
「メモリと通信」を含む「並列計算」の記事については、「並列計算」の概要を参照ください。

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