Đa xử lý đối xứng và bất đối xứng: Sự khác biệt và so sánh

Các nội dung chính

1. Đa xử lý đối xứng bao gồm nhiều bộ xử lý chia sẻ một bộ nhớ và tài nguyên ngoại vi, trong khi đa xử lý không đối xứng chỉ định các tác vụ cụ thể cho từng bộ xử lý.
2. Trong đa xử lý đối xứng, các tác vụ được phân phối đồng đều giữa các bộ xử lý, dẫn đến việc sử dụng tài nguyên hiệu quả hơn, trong khi đa xử lý bất đối xứng có thể dẫn đến các bộ xử lý được sử dụng dưới mức.
3. Đa xử lý không đối xứng cho phép cách ly lỗi tốt hơn, vì sự cố trong một bộ xử lý không ảnh hưởng trực tiếp đến bộ xử lý kia.

Đa xử lý đối xứng là gì?

 Đa xử lý đối xứng là một loại đa xử lý trong đó hai hoặc nhiều bộ xử lý làm việc cùng nhau để thực hiện một tác vụ được kết nối thông qua một bộ nhớ chính dùng chung. Đa xử lý đối xứng liên quan đến việc sử dụng một số CPU để thực hiện tác vụ theo cách song song và nhanh hơn. Các bộ xử lý khác nhau hoạt động trong đa xử lý đối xứng thực hiện các tác vụ đó một cách độc lập, cho phép chúng được hoàn thành nhanh hơn.

CPU trong đa xử lý đối xứng được kết nối thông qua bộ nhớ chính dùng chung và có toàn quyền truy cập vào các thiết bị đầu vào và đầu ra. Đầu vào và đầu ra trên nền tảng Đa xử lý này đi theo một lộ trình duy nhất cho đầu vào và đầu ra. Hệ điều hành coi tất cả các bộ xử lý đều bình đẳng trong đa xử lý đối xứng. Mỗi bộ xử lý trong loại đa xử lý này xử lý các chương trình riêng biệt trong việc thực thi một số bộ dữ liệu.

Xử lý đối xứng cung cấp khả năng cân bằng tải hoàn hảo và khả năng chịu lỗi nâng cao. Cùng với đó, nó còn làm giảm khả năng tắc nghẽn CPU. Tất cả các bộ xử lý trong đa xử lý đối xứng đều có hàng đợi riêng gồm các chương trình sẵn sàng thực thi. Họ bắt đầu làm việc từ những hàng đợi tiêu chuẩn sẵn sàng đó bất cứ khi nào họ nhận được tín hiệu. 

Đa xử lý bất đối xứng là gì?

Đa xử lý bất đối xứng là một bộ xử lý chính duy nhất xử lý một loại đa xử lý trong đó hai hoặc nhiều bộ xử lý hoạt động cùng nhau. Các CPU trên đa xử lý bất đối xứng không giống nhau và tuân theo mối quan hệ chủ-phụ với một trong các bộ xử lý chính. Tất cả các CPU hoạt động theo cơ chế đa xử lý bất đối xứng đều được kết nối với nhau nhưng không có khả năng tự lập lịch.

Bộ xử lý chính trên hệ thống đa xử lý không đối xứng quản lý tất cả các tác vụ, chẳng hạn như cấu trúc dữ liệu và lập lịch tác vụ cho các bộ xử lý khác. Nếu bộ xử lý chính bị lỗi, bất kỳ bộ xử lý phụ nào cũng tự coi mình là bộ xử lý chính và kiểm soát việc thực thi của bộ xử lý. Mặt khác, nếu bất kỳ bộ xử lý phụ nào bị lỗi, bộ xử lý phụ khác sẽ đảm nhận nhiệm vụ của nó.

Bất kỳ bộ xử lý nào hoạt động trong hệ thống đa xử lý không đối xứng đều không thể bắt đầu bất kỳ quy trình nào. Nó chỉ có thể làm theo các nhiệm vụ được giao bởi bộ xử lý chính. Làm việc với hệ thống Đa xử lý đối xứng trở nên dễ dàng nhờ mối quan hệ chủ-tớ của nó. Lưu lượng mạng vào và ra trên các mạng bất đối xứng đi theo một số tuyến đường.

Sự khác biệt giữa đa xử lý đối xứng và bất đối xứng

1. Các hệ thống đa xử lý đối xứng rất phức tạp, yêu cầu đồng bộ hóa để duy trì cân bằng tải. Mặt khác, các hệ thống đa xử lý không đối xứng khá đơn giản, vì bộ xử lý chính có quyền truy cập vào tất cả dữ liệu và không yêu cầu đồng bộ hóa.
2. Tất cả các CPU trong đa xử lý đối xứng chia sẻ cùng một bộ nhớ, trong khi đa xử lý không đối xứng, một bộ xử lý chính duy nhất điều khiển cấu trúc dữ liệu.
3. Quy trình hàng đợi sẵn sàng được sử dụng trong các bộ đa xử lý đối xứng, trong khi đa xử lý không đối xứng sử dụng phương pháp Master Slave.
4. Tất cả các bộ xử lý trong đa xử lý đối xứng giao tiếp với nhau thông qua bộ nhớ dùng chung; mặt khác, không có giao tiếp giữa các bộ xử lý trong đa xử lý bất đối xứng vì bộ xử lý chính điều khiển chúng.
5. Trong đa xử lý đối xứng, tất cả các bộ xử lý đều có thứ tự ưu tiên giống nhau, trong khi trong đa xử lý bất đối xứng, tất cả các bộ xử lý đều không bằng nhau.

So sánh giữa đa xử lý đối xứng và bất đối xứng

Tham số so sánh	Đa xử lý đối xứng	Đa xử lý bất đối xứng
nhiệm vụ hệ điều hành	Bất kỳ bộ xử lý nào cũng thực hiện các tác vụ của hệ điều hành.	Bộ xử lý chính chỉ thực hiện các tác vụ của hệ điều hành.
Phí Tổn	Các hệ thống đa xử lý đối xứng đắt hơn.	Hệ thống đa xử lý bất đối xứng rẻ hơn.
Thiết kế	Các hệ thống đa xử lý đối xứng rất phức tạp để thiết kế.	Các hệ thống đa xử lý không đối xứng dễ thiết kế hơn.
Lõi	Đa xử lý đối xứng phù hợp với các lõi Đồng nhất.	Đa xử lý không đối xứng phù hợp với các lõi không đồng nhất và đồng nhất.
Các Ứng Dụng	Những máy tính cá nhân.	Điện thoại di động modem băng tần cơ sở SoC

dự án

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