การประมวลผลหลายตัวแบบสมมาตรกับแบบอสมมาตร: ความแตกต่างและการเปรียบเทียบ

ประเด็นที่สำคัญ

1. การประมวลผลหลายตัวแบบสมมาตรเกี่ยวข้องกับโปรเซสเซอร์หลายตัวที่ใช้หน่วยความจำเดียวและทรัพยากรต่อพ่วงร่วมกัน ในขณะที่การประมวลผลหลายตัวแบบอสมมาตรจะกำหนดงานเฉพาะให้กับโปรเซสเซอร์แต่ละตัว
2. ในการประมวลผลหลายตัวแบบสมมาตร งานจะถูกกระจายอย่างเท่าเทียมกันระหว่างตัวประมวลผล ส่งผลให้การใช้ทรัพยากรมีประสิทธิภาพมากขึ้น ในขณะที่การประมวลผลหลายตัวแบบอสมมาตรอาจทำให้ตัวประมวลผลถูกใช้งานน้อยเกินไป
3. การประมวลผลหลายตัวแบบอสมมาตรช่วยให้สามารถแยกข้อผิดพลาดได้ดีขึ้น เนื่องจากการทำงานผิดพลาดในโปรเซสเซอร์ตัวหนึ่งจะไม่ส่งผลกระทบโดยตรงต่อโปรเซสเซอร์ตัวอื่น

การประมวลผลหลายแบบสมมาตรคืออะไร?

 การประมวลผลหลายตัวแบบสมมาตรคือประเภทของการประมวลผลหลายตัวที่ตัวประมวลผลตั้งแต่สองตัวขึ้นไปที่ทำงานร่วมกันเพื่อทำงานจะเชื่อมต่อกันผ่านหน่วยความจำหลักที่ใช้ร่วมกัน การประมวลผลหลายตัวแบบสมมาตรเกี่ยวข้องกับการใช้ CPU หลายตัวเพื่อทำงานแบบขนานและรวดเร็วยิ่งขึ้น โปรเซสเซอร์ต่างๆ ที่ทำงานอยู่ในการประมวลผลหลายตัวแบบสมมาตรจะทำงานเหล่านั้นอย่างเป็นอิสระ ทำให้ดำเนินการเสร็จได้เร็วยิ่งขึ้น

CPU ในการประมวลผลหลายตัวแบบสมมาตรเชื่อมต่อผ่านหน่วยความจำหลักที่ใช้ร่วมกันและสามารถเข้าถึงอุปกรณ์อินพุตและเอาต์พุตได้เต็มรูปแบบ อินพุตและเอาต์พุตบนแพลตฟอร์มการประมวลผลแบบมัลตินี้เป็นไปตามเส้นทางเดียวสำหรับขาเข้าและขาออก ระบบปฏิบัติการถือว่าโปรเซสเซอร์ทั้งหมดเท่ากันในการประมวลผลหลายตัวแบบสมมาตร โปรเซสเซอร์แต่ละตัวในการประมวลผลหลายตัวประเภทนี้จะประมวลผลโปรแกรมที่แตกต่างกันในการดำเนินการชุดข้อมูลหลายชุด

การประมวลผลแบบสมมาตรให้สมดุลโหลดที่สมบูรณ์แบบและความทนทานต่อข้อผิดพลาดขั้นสูง นอกจากนี้ยังลดโอกาสที่จะเกิดก ซีพียู คอขวด โปรเซสเซอร์ทั้งหมดในการประมวลผลหลายตัวแบบสมมาตรมีคิวส่วนตัวของโปรแกรมที่พร้อมใช้งาน พวกเขาเริ่มทำงานจากคิวที่พร้อมใช้งานมาตรฐานทุกครั้งที่ได้รับสัญญาณ 

การประมวลผลหลายตัวแบบอสมมาตรคืออะไร?

การประมวลผลหลายตัวแบบอสมมาตรเป็นหนึ่งต้นแบบเดียว หน่วยประมวลผล ที่จัดการประเภทของการประมวลผลหลายตัวที่โปรเซสเซอร์ตั้งแต่สองตัวขึ้นไปทำงานร่วมกัน CPU บนการประมวลผลหลายตัวแบบอสมมาตรไม่เหมือนกันและเป็นไปตามความสัมพันธ์แบบมาสเตอร์-สเลฟกับหนึ่งในโปรเซสเซอร์หลัก CPU ทั้งหมดที่ทำงานภายใต้การประมวลผลหลายตัวแบบอสมมาตรนั้นเชื่อมต่อถึงกัน แต่ไม่มีการกำหนดตารางเวลาด้วยตนเอง

โปรเซสเซอร์หลักบนระบบการประมวลผลหลายตัวแบบไม่สมมาตรจะจัดการงานทั้งหมด เช่น โครงสร้างข้อมูลและการกำหนดเวลางานสำหรับโปรเซสเซอร์อื่นๆ ถ้าตัวประมวลผลหลักล้มเหลว ตัวประมวลผลทาสตัวใดตัวหนึ่งจะถือว่าตัวเองเป็นตัวประมวลผลหลักและควบคุมการทำงานของตัวประมวลผล ในทางกลับกัน หากตัวประมวลผลสเลฟตัวใดตัวหนึ่งล้มเหลว ตัวประมวลผลสลาฟตัวอื่นจะเข้ามาทำหน้าที่แทน

โปรเซสเซอร์ใดๆ ที่ทำงานในระบบการประมวลผลหลายตัวแบบอสมมาตรไม่สามารถเริ่มต้นกระบวนการใดๆ ได้ สามารถติดตามงานที่ได้รับมอบหมายจากโปรเซสเซอร์หลักเท่านั้น การทำงานกับระบบประมวลผลหลายตัวแบบสมมาตรกลายเป็นเรื่องง่ายเนื่องจากความสัมพันธ์แบบมาสเตอร์และสเลฟ การรับส่งข้อมูลเครือข่ายขาเข้าและขาออกบนเครือข่ายแบบอสมมาตรเป็นไปตามหลายเส้นทาง

ความแตกต่างระหว่างการประมวลผลหลายตัวแบบสมมาตรและแบบอสมมาตร

1. ระบบมัลติโปรเซสเซอร์แบบสมมาตรมีความซับซ้อน โดยต้องมีการซิงโครไนซ์เพื่อรักษาสมดุลโหลด ในทางกลับกัน ระบบมัลติโปรเซสเซอร์แบบอสมมาตรนั้นค่อนข้างเรียบง่าย เนื่องจากโปรเซสเซอร์หลักสามารถเข้าถึงข้อมูลทั้งหมดและไม่ต้องการการซิงโครไนซ์
2. CPU ทั้งหมดในการประมวลผลหลายตัวแบบสมมาตรใช้หน่วยความจำเดียวกัน ในขณะที่ในการประมวลผลหลายตัวแบบอสมมาตรนั้น โปรเซสเซอร์หลักตัวเดียวจะควบคุมโครงสร้างข้อมูล
3. กระบวนการคิวแบบพร้อมใช้ในตัวประมวลผลหลายตัวแบบสมมาตร ในขณะที่การประมวลผลหลายตัวแบบอสมมาตรใช้วิธี Master Slave
4. โปรเซสเซอร์ทั้งหมดในการประมวลผลหลายตัวแบบสมมาตรสื่อสารกันผ่านหน่วยความจำที่ใช้ร่วมกัน ในทางกลับกัน ไม่มีการสื่อสารระหว่างโปรเซสเซอร์ในการประมวลผลหลายตัวแบบอสมมาตร เนื่องจากโปรเซสเซอร์หลักควบคุมโปรเซสเซอร์เหล่านั้น
5. ในการประมวลผลหลายตัวแบบสมมาตร ตัวประมวลผลทั้งหมดจะเหมือนกันในลำดับแรก ในขณะที่ในการประมวลผลหลายตัวแบบอสมมาตร ตัวประมวลผลทั้งหมดจะไม่เท่ากัน

การเปรียบเทียบระหว่างการประมวลผลหลายตัวแบบสมมาตรและแบบอสมมาตร

พารามิเตอร์ของการเปรียบเทียบ	การประมวลผลหลายตัวแบบสมมาตร	การประมวลผลหลายตัวแบบอสมมาตร
งานระบบปฏิบัติการ	โปรเซสเซอร์ใด ๆ ทำงานของระบบปฏิบัติการ	โปรเซสเซอร์หลักทำงานเฉพาะระบบปฏิบัติการเท่านั้น
ราคา	ระบบมัลติโปรเซสเซอร์แบบสมมาตรมีราคาสูงกว่า	ระบบมัลติโพรเซสเซอร์แบบอสมมาตรมีราคาถูกกว่า
การออกแบบ	ระบบมัลติโปรเซสเซอร์แบบสมมาตรมีความซับซ้อนในการออกแบบ	ระบบมัลติโพรเซสเซอร์แบบอสมมาตรออกแบบได้ง่ายกว่า
แกน	การประมวลผลหลายแบบสมมาตรเหมาะสำหรับแกนที่เป็นเนื้อเดียวกัน	การประมวลผลหลายตัวแบบอสมมาตรเหมาะสำหรับแกนที่ต่างกันและเป็นเนื้อเดียวกัน
การใช้งาน	คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล	โทรศัพท์มือถือ โมเด็ม เบสแบนด์ SoC

อ้างอิง

1. https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/1654059.1654085
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0743731505000882

อัพเดตล่าสุด : 30 กรกฎาคม 2023