Διαφορά μεταξύ συμμετρικής και ασύμμετρης πολλαπλής επεξεργασίας

• 2019

Υπάρχουν δύο τύποι πολλαπλών επεξεργασιών, Συμμετρικής πολλαπλής επεξεργασίας και ασύμμετρης πολλαπλής επεξεργασίας. Το σύστημα πολλαπλών επεξεργασιών έχει περισσότερους από έναν επεξεργαστές και μπορούν να εκτελούν πολλαπλές διαδικασίες ταυτόχρονα. Στη Symmetric Multiprocessing, οι επεξεργαστές μοιράζονται την ίδια μνήμη. Στην ασύμμετρη πολλαπλή επεξεργασία υπάρχει ένας κύριος επεξεργαστής που ελέγχει τη δομή δεδομένων του συστήματος. Η κύρια διαφορά μεταξύ των συμμετρικών και ασύμμετρων πολλαπλών επεξεργασιών είναι ότι στο Symmetric Multiprocessing όλος ο επεξεργαστής στο σύστημα εκτελεί εργασίες στο λειτουργικό σύστημα. Όμως, στην ασύμμετρη πολλαπλή επεξεργασία μόνο ο κύριος επεξεργαστής τρέχει εργασία στο λειτουργικό σύστημα.

Μπορείτε να διαφοροποιήσετε το Symmetric Multiprocessor και τον Ασύμμετρο Multiprocessor σε κάποια άλλα σημεία που αναφέρονται στο διάγραμμα σύγκρισης που φαίνεται παρακάτω.

Συγκριτικό διάγραμμα

Βάση σύγκρισης	Συμμετρική πολλαπλή επεξεργασία	Ασύμμετρη πολλαπλή επεξεργασία
Βασικός	Κάθε επεξεργαστής εκτελεί τις εργασίες στο λειτουργικό σύστημα.	Μόνο ο κύριος επεξεργαστής εκτελεί τις εργασίες του λειτουργικού συστήματος.
Επεξεργάζομαι, διαδικασία	Ο επεξεργαστής λαμβάνει διαδικασίες από μια κοινή έτοιμη ουρά ή μπορεί να υπάρχει μια ιδιωτική σειρά αναμονής για κάθε επεξεργαστή.	Ο κύριος επεξεργαστής εκχωρεί διαδικασίες στους υποτελείς επεξεργαστές ή έχει ορισμένες προκαθορισμένες διαδικασίες.
Αρχιτεκτονική	Όλος ο επεξεργαστής στο Symmetric Multiprocessing έχει την ίδια αρχιτεκτονική.	Όλος ο επεξεργαστής στην ασύμμετρη πολλαπλή επεξεργασία μπορεί να έχει ίδια ή διαφορετική αρχιτεκτονική.
Επικοινωνία	Όλοι οι επεξεργαστές επικοινωνούν με έναν άλλο επεξεργαστή με κοινή μνήμη.	Οι επεξεργαστές δεν χρειάζεται να επικοινωνούν, καθώς ελέγχονται από τον κύριο επεξεργαστή.
Αποτυχία	Εάν αποτύχει ένας επεξεργαστής, η υπολογιστική ικανότητα του συστήματος μειώνεται.	Αν ένας κύριος επεξεργαστής αποτύχει, ένας σκλάβος στρέφεται στον κύριο επεξεργαστή για να συνεχίσει την εκτέλεση. Εάν αποτύχει ένας υποτελής επεξεργαστής, η εργασία του μεταβαίνει σε άλλους επεξεργαστές.
Ευκολία	Ο συμπαγής πολυεπεξεργαστής είναι πολύπλοκος καθώς όλοι οι επεξεργαστές πρέπει να συγχρονιστούν για να διατηρήσουν την ισορροπία φορτίου.	Ο ασύμμετρος πολυεπεξεργαστής είναι απλός, καθώς ο κύριος επεξεργαστής έχει πρόσβαση στη δομή δεδομένων.

Ορισμός της συμμετρικής πολλαπλής επεξεργασίας

Η συμμετρική πολυεπεξεργασία είναι μια διαδικασία στην οποία όλος ο επεξεργαστής εκτελεί τις εργασίες στο λειτουργικό σύστημα. Δεν έχει καμία σχέση master-slave όπως η ασύμμετρη πολλαπλή επεξεργασία. Όλοι οι επεξεργαστές εδώ επικοινωνούν χρησιμοποιώντας την κοινή μνήμη .

Οι επεξεργαστές αρχίζουν να εκτελούν τις διαδικασίες από την κοινή έτοιμη ουρά. Κάθε επεξεργαστής μπορεί επίσης να έχει τη δική του ιδιωτική ουρά έτοιμων διαδικασιών για να εκτελεστεί. Πρέπει να ληφθεί μέριμνα από τον προγραμματιστή ότι δύο επεξεργαστές δεν εκτελούν την ίδια διαδικασία.

Η συμμετρική πολλαπλή επεξεργασία έχει σωστή εξισορρόπηση φορτίου, καλύτερη ανοχή σφάλματος και επίσης μειώνει την πιθανότητα συμφόρησης της CPU. Είναι πολύπλοκο καθώς η μνήμη μοιράζεται μεταξύ όλων των επεξεργαστών. Στο Symmetric Multiprocessing, η αποτυχία του επεξεργαστή έχει ως αποτέλεσμα μειωμένη υπολογιστική χωρητικότητα .

Ορισμός της ασύμμετρης πολλαπλής επεξεργασίας

Η ασύμμετρη πολλαπλή επεξεργασία έχει τη σχέση master-slave μεταξύ των επεξεργαστών. Υπάρχει ένας κύριος επεξεργαστής που ελέγχει τον υπολειπόμενο επεξεργαστή slave. Ο κύριος επεξεργαστής παραχωρεί επεξεργασίες σε slave επεξεργαστή ή μπορεί να έχει κάποια προκαθορισμένη εργασία για να εκτελέσει.

Ο κύριος επεξεργαστής ελέγχει τη δομή δεδομένων . Ο προγραμματισμός των διαδικασιών, η επεξεργασία εισόδου / εξόδου και άλλες δραστηριότητες του συστήματος ελέγχονται από τον κύριο επεξεργαστή .

Σε περίπτωση αποτυχίας ενός κύριου επεξεργαστή, ένας επεξεργαστής μεταξύ του υποτελούς επεξεργαστή εκτελείται από τον κύριο επεξεργαστή για να συνεχίσει την εκτέλεση. Σε περίπτωση αποτυχίας ενός υποτελούς επεξεργαστή, ο άλλος υποτελής επεξεργαστής αναλαμβάνει τη δουλειά του. Η ασύμμετρη πολλαπλή επεξεργασία είναι απλή, καθώς υπάρχει μόνο ένας επεξεργαστής που ελέγχει τη δομή δεδομένων και όλες τις δραστηριότητες στο σύστημα.

Βασικές διαφορές μεταξύ συμμετρικής και ασύμμετρης πολλαπλής επεξεργασίας

1. Το πιο διακριτό σημείο μεταξύ της συμμετρικής και της ασύμμετρης πολλαπλής επεξεργασίας είναι ότι οι εργασίες στο λειτουργικό σύστημα χειρίζονται μόνο από τον κύριο επεξεργαστή στην ασύμμετρη πολλαπλή επεξεργασία. Από την άλλη πλευρά, όλοι οι επεξεργαστές σε συμμετρική πολυεπεξεργασία εκτελούν τις εργασίες στο λειτουργικό σύστημα.
2. Σε συμμετρική πολυεπεξεργασία, κάθε επεξεργαστής μπορεί να έχει τη δική του ιδιωτική ουρά των έτοιμων διαδικασιών ή μπορεί να κάνει διαδικασίες από μια κοινή έτοιμη ουρά. Όμως, σε ασύμμετρη πολλαπλή επεξεργασία, ο κύριος επεξεργαστής εκχωρεί διαδικασίες στους υποτελείς επεξεργαστές.
3. Όλος ο επεξεργαστής στο Symmetric Multiprocessing έχει την ίδια αρχιτεκτονική. Αλλά η δομή των επεξεργαστών σε ασύμμετρο πολυεπεξεργαστή μπορεί να διαφέρει.
4. Οι επεξεργαστές σε συμμετρική πολυεπεξεργασία επικοινωνούν μεταξύ τους με την κοινή μνήμη. Ωστόσο, οι επεξεργαστές στην ασύμμετρη πολλαπλή επεξεργασία δεν χρειάζεται να επικοινωνούν μεταξύ τους, καθώς ελέγχονται από τον κύριο επεξεργαστή.
5. Σε περίπτωση αποτυχίας του κύριου επεξεργαστή, ένας slave επεξεργαστής περιστρέφεται στον κύριο επεξεργαστή για να συνεχίσει την εκτέλεση. Όμως, εάν αποτύχει ένας επεξεργαστής σε συμμετρική πολυεπεξεργασία, μειώνεται η υπολογιστική ικανότητα του συστήματος.
6. Ο ασύμμετρος πολυεπεξεργαστής είναι απλός, καθώς μόνο ο κύριος επεξεργαστής έχει πρόσβαση στη δομή δεδομένων, ενώ ο συμμετρικός πολυεπεξεργαστής είναι σύνθετος καθώς όλοι οι επεξεργαστές πρέπει να λειτουργούν συγχρονισμένοι.

Συμπέρασμα:

Οι πολυεπεξεργαστές αυξάνουν την ταχύτητα του συστήματος, καθώς μπορεί κανείς να εκτελεί ταυτόχρονα πολλαπλές διαδικασίες. Η ασύμμετρη πολλαπλή επεξεργασία είναι απλή, μόνο ένας επεξεργαστής (master) μπορεί να έχει πρόσβαση στη δομή δεδομένων. Ενώ η Symmetric Multiprocessing είναι πολύπλοκη δεδομένου ότι η δομή δεδομένων μοιράζεται μεταξύ όλων των επεξεργαστών και όλος ο επεξεργαστής πρέπει να λειτουργήσει συγχρονισμένος.