NUMA

• NUMA的诞生背景
• NUMA构架细节
• hwloc(Hardware Locality)
• 参考

NUMA的诞生背景

在NUMA出现之前，CPU朝着高频率的方向发展遇到了天花板，转而向着多核心的方向发展。
在一开始，内存控制器还在北桥中，所有CPU对内存的访问都要通过北桥来完成。此时所有CPU访问内存都是“一致的”，如下图所示：

这样的架构称为UMA(Uniform Memory Access)，直译为“统一内存访问”，这样的架构对软件层面来说非常容易，总线模型保证所有的内存访问是一致的，即每个处理器核心共享相同的内存地址空间。但随着CPU核心数的增加，这样的架构难免遇到问题，比如对总线的带宽带来挑战、访问同一块内存的冲突问题。为了解决这些问题，有人搞出了NUMA。

NUMA构架细节

NUMA 全称 Non-Uniform Memory Access，译为“非一致性内存访问”。这种构架下，不同的内存器件和CPU核心从属不同的 Node，每个 Node 都有自己的集成内存控制器（IMC，Integrated Memory Controller）。

在 Node 内部，架构类似SMP，使用 IMC Bus 进行不同核心间的通信；不同的 Node 间通过QPI（Quick Path Interconnect）进行通信，如下图所示：

一般来说，一个内存插槽对应一个 Node。需要注意的一个特点是，QPI的延迟要高于IMC Bus，也就是说CPU访问内存有了远近（remote/local）之别，而且实验分析来看，这个差别非常明显。

hwloc(Hardware Locality)

可移植硬件位置(hwloc)软件包提供了一个可移植的抽象(跨操作系统、版本、体系结构等)现代体系结构的层次拓扑，包括NUMA内存节点、套接字、共享缓存、核心和同时多线程。它还收集各种系统属性，如缓存和内存信息，以及I/O设备的位置，如网络接口、InfiniBand hca或gpu。
硬件位置(hwloc)软件项目旨在简化在并行体系结构中发现硬件资源的过程。
它提供命令行工具和C API，用于查询这些资源、它们的位置、属性和互连。
hwloc的主要目标是帮助高性能计算(HPC)应用程序，但也适用于任何寻求利用现代计算平台上的代码和/或数据局域性的项目。例如，两个紧密合作的任务可能应该放在共享缓存的核心上。
hwloc通常操作处理单元和内存，但它也可以发现I/O设备并报告它们的位置。这对于将I/O密集型应用程序放在靠近它们使用的I/O设备的核心上很有用，或者对于收集关于所有平台组件的信息很有用。
链接: hwloc.
链接: hwloc.

参考

链接: 浅解NUMA机制.
链接: NUMA的原理与局限.

链接: Linux中CPU亲和性（affinity）.

标签：Node,hwloc,访问,NUMA,CPU,内存
来源： https://blog.csdn.net/weixin_42952928/article/details/118703711