対称型マルチプロセッシングと非対称型マルチプロセッシングの違いとは?

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対称型マルチプロセッシングと非対称型マルチプロセッシングの主な違いは、対称型マルチプロセッシングでは、CPUが同一でメインメモリを共有するのに対し、非対称型マルチプロセッシングでは、CPUが同一ではなく、スレーブとマスターの関係に従っている点です。

プロセッサ(CPU)は、コンピュータの重要な構成要素です。

算術演算と論理演算を行い、入出力タスクを処理する。

また、他のコンポーネントの動作を同期させるための信号も生成します。

プロセッサの数によって、シングルプロセッサ・システムとマルチプロセッサ・システムの2種類があります。

シングルプロセッサー・システムでは、1つのCPUが汎用命令セットとユーザープロセスからの命令を実行する。

マルチプロセッサーシステムは、複数のプロセッサーで構成され、複数のタスクを同時に実行することができる。

これらのシステムは、スループットと信頼性を向上させる。

マルチプロセッサシステムには、対称型マルチプロセッシングと非対称型マルチプロセッシングと呼ばれる2つのタイプがあります。

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Symmetric Multiprocessingとは

対称型マルチプロセッシングシステムでは、2つ以上のプロセッサーが1つの共有メインメモリーに接続されています。

すべてのプロセッサは、入出力デバイスにフルアクセスできます。

オペレーティングシステムは、これらのプロセッサをすべて同等に扱います。

類似のプロセッサの集合が独立して動作する密結合のマルチプロセッサシステムです。

各プロセッサは異なるプログラムを実行し、異なるデータセットで動作する。

メモリやIOデバイスなどの共通資源は共有します。

図1: 対称型マルチプロセッシング(Symmetric Multiprocessing

非対称型マルチプロセッシングとは?

非対称型マルチプロセッシングシステムでは、すべてのCPUが等価ではありません。

つまり、あるプロセッサがオペレーティングシステムのコードを実行し、別のプロセッサが入出力タスクを実行している場合があります。

非対称型マルチプロセッシング・アプリケーションは、各プロセッサが特定のタスクの実行に専念する場合に使用されます。

非対称型マルチプロセッシングは、マスター・スレーブ方式を採用しています。

1つのプロセッサがマスターとして働き、他のプロセッサはスレーブプロセッサとして働きます。

  マスタープロセッサーは他のプロセッサーを監視し、各スレーブプロセッサーにタスクを割り当てる。

C1、C2、C3、C4という4つのCPUがあると仮定する。

C4はマスタープロセッサであり、他のプロセッサにタスクを割り当てる。

C1にはプロセスP1が、C2にはプロセスp2が、C3にはプロセスp3が割り当てられていると仮定する。

各プロセッサは割り当てられたプロセスだけを処理することになる。

対称型と非対称型マルチプロセシングの違い

定義

対称型マルチプロセッシングとは、オペレーティングシステムとメモリーを共有する複数のプロセッサーでプログラムを処理することです。

非対称型マルチプロセッシングは、マスターとスレーブの関係で機能する複数のプロセッサーでプログラムを処理することである

このように、対称型マルチプロセッシングと非対称型マルチプロセッシングの基本的な違いを説明します

プロセッサー

さらに、対称型マルチプロセッシングでは、すべてのプロセッサが平等に扱われるのに対し、非対称型マルチプロセッシングでは、プロセッサが平等に扱われない。

これが対称型と非対称型マルチプロセッシングの大きな違いです。

アーキテクチャ

さらに、対称型と非対称型マルチプロセシングのもう1つの違いは、プロセッサのアーキテクチャです。

対称型マルチプロセッシングでは、すべてのプロセッサーが同じアーキテクチャを持ちます。

しかし、非対称型マルチプロセッシングでは、プロセッサごとにアーキテクチャが異なる可能性があります

プロセス

また、対称型マルチプロセッシングでは、プロセッサはレディキューからプロセスを取 得する。

各プロセッサは別々のレディキューを持つことができます。

しかし、非対称型マルチプロセッシングでは、マスタープロセッサーがスレーブプロセッサーにプロセスを割り振ります。

通信

対称型マルチプロセッシングと非対称型マルチプロセッシングのもう一つの違いは、プロセッサー同士の通信方法です。

対称型マルチプロセッシングでは、プロセッサは共有メモリによって互いに通信を行います。

しかし、非対称型マルチプロセッシングでは、プロセッサーはマスタープロセッサーと通信を行います。

複雑さ

さらに、対称型マルチプロセッシングでは、負荷分散を維持するためにプロセッサの同期が必要です

そのため、複雑な処理となります。

非対称型マルチプロセッシングでは、マスタープロセッサーがデータなどにアクセスする。

したがって、単純です。

デザイン

また、非対称型マルチプロセッシングシステムは、対称型マルチプロセッシングシステムよりも設計や取り扱いが容易です。

コスト

また、非対称型マルチプロセッシングシステムは、対称型マルチプロセッシングシステムより安価です。

結論

マルチプロセッシングシステムには、対称型マルチプロセッシングと非対称型マルチプロセッシングがあります。

対称型マルチプロセッシングと非対称型マルチプロセッシングの違いは、対称型マルチプロセッシングではCPUが同一でメインメモリを共有するのに対し、非対称型マルチプロセッシングではCPUが同一ではなく、スレーブとマスターの関係に従っている点です。

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