OSDev

Воеводин в лекции о суперкомпьютерах на канале Культура
обратил внимание на две разные (конкурирующие) концепции
работы с памятью в многопроцессорных системах:
1. Общая память для всех ядер
2. Локальная память у каждого ядра
Оба подхода имеют свои плюсы и минусы.

А как память сейчас используется в современных серверах,
персоналках и прочих ноутбуках на многоядерных
процессорах... и самое главное... каковы тенденции?
Каковы плюсы и минусы этих подходов с точки зрения
разработчика ОС ?

Опыт суперкомпьютеров явно нужно учитывать, так как
то, что сегодня суперкомпьютер, завтра будет машиной
общего пользования. Особенно интересен опыт как раз
СК "Ломоносов" с его разными ядрами и возможностью
выполнения задач на наиболее подходящих для этого
ядрах.

Ошибка. Не правильно вы делите.
1. Есть память с одинаковым временем доступа для всех ядер.
2. И есть память с разным доступом для разных ядер.
Алгоритмы для работы с памятью с разным временем доступа. К примеру с глобальной и локальной памятью были разработаны ещё в 70-тых гадах. О чём вы видимо прослушали в лекции. И то что в 70-тых было супер компьютером, то в 80-тых было уже персональным компьютером.
Тенденция одна развития в ширь. Т.е. мелкие доработки по всем направлениям.

ОС должна поддерживать более общие принципы, пункт 2.

Опыт Ломоносова. Современные супер компьютеры однородны см верхнюю пятерку в top-500.
На самом деле это одна стратегия и её обратная сторона.
Все знают фразу разделяй и властвуй. Но не все её понимают.
И мало кто знает о существование брата близнеца - объединяй для усиления.

Говоря о разных способах работы с памятью имел ввиду
не скорость обращений (регистр, кеш и т.д.), а архитектуру
самого компьютера. В лекции об этом говорится (43.50 мин.),
там и картинки соответствующие демонстрируются

http://tvkultura.ru/video/show/brand_id ... _id/155339

Отсюда и вопрос - в многоядерных процессорах массовго
применения эти две возможности присутствуют или только
один вариант (общая память), особенно важно каковы здесь
тенденции?

Ещё раз. Вы ошибаетесь. Есть понятие общая память есть понятие локальная память. Но это не относится к архитектуре. Не надо путать термины, даже если это делает лектор.
Общая память бывает UMA(SMP) и NUMA. А вот это последнее как раз и есть архитектура.
NUMA - память с неравномерным доступом. Под неравномерностью имеется ввиду задержки. Общая память делится на участки доступ к которым из разных ядер разный по времени. А в UMA - доступ к общей памяти однороден и имеет фиксированное время.
И именно об этом и говорится в лекции.

Встречаются как UMA так и NUMA. И тенденций нет. Как были эти два подхода в 70-тых годах так и остались. Разве что термины появились позже.

По поводу названий ничего не могу сказать, но картинка в
лекции для случая локальной памяти для каждого вычислителя
вполне определенная и в целом отражает архитектуру
суперкомпьютеров, состоящих из многих блоков.
И совсем ни к чему при такой архитектуре давать прямой
доступ к локальной памяти одного ядра другим ядрам
непосредственно (режим DMA), только через ядро.

Пока для массовых процессоров память внешняя, то
она и общая, если даже с разным временем доступа
для разных ядер.

НО !

Мой прогноз как аналитика - следующий этап
развития процессоров - это перемещение памяти
на кристалл подлиже к ядрам с переходом к обьёму
в технологии. Это резко повысит производительность.

И вот тут обозначенный вопрос может возникнуть
вполне естественно из конструктивных соображений
и станут вполне обоснованны оба решения.

Все это в целом интересно применительно к построению
эффективного компилятора и стратегий распределения
нагрузки со стороны ОС.

pavia,
а какая современная идея ОС на твой взгляд?

Современная идея это наверно не разделение ресурсов одного компьютера, а объединение ресурсов нескольких компьютеров, на подобии суперкомпьютера.

Главное назначение ОС - обеспечить выполнение прикладных задач.

Тенденции развития распределенных вычислений накладывают
на Новую ОС дополнительные требования. Она должна позволять,
с одной стороны, выполнение прикладной задачи не только на базовой
материальной основе, но и внешней, а с другой, предоставлять
ресурсы для выполнения внешней задачи на своей материальной
основе, обеспечивая при этом безопасность данных и вычислительных
процессов. Эффективно этого можно достичь лишь заложив
соответствующие возможности на уровне основ Новой ОС.

Здесь вопрос знатокам.
Можно этого достичь только в рамках ОС или это потребует
и соответствующего отражения в заголовке и структуре
прикладных программ, отличных от имеющихся.

Хороший вопрос. Надо подумать.
Безусловно повлияет. Так как если разные части будут работать на разных компьютерах, да даже на разных ядрах потребуется учитывать временные задержки. С другой стороны большинству программ зто не грозит.
Плюс если мы хотим что-бы разные части программы могли работать на разных ядрах придется разбивать программу на блоки. Что пока затруднительно сделать автоматически и гораздо проще отдать на откуп программистам. А для этого ещё и поменять структуру программы.

И если брать крупные блоки. Когда мы имеем систему программ которые взаимодействуют между собой. То тут перспективнее виртуализация ОС. В облаке части ОС переносится целиком поэтому там нет проблем с новыми форматами.

Собственно все это есть в существующих ОС и прикладном софте.
К примеру мы можем спокойно перемещать windows 7 и Linux 3 - в облаке между разными материнками.
К примеру в Win NT можно подключить сетевой диск.
В QNX 3 - потоки могут выполняться на разных машинах. Как раз были изменения бинарного файла.
Есть к примеру COM+(OLE) в которых подобное решено без переделки существующих бинарных файлов. Хотя бинарный формат там оговаривается и АПИ и подход проектированию тоже поменялся.
Node.js, Java, Flash, C#.NET - у каждого свой подход для решения такой задачи.

Предыдущий вопрос задал применительно к интерфейсу
ОС - прикладная программ. Здесь на форуме в разделе
"Практические вопросы" dragon поднял вопрос сравнение
заголовков исполняемых файлов ELF и PE.

Можно тот же вопрос (заголовков) переадресовать и к Новой ОС.
Использовать идеи, заложенные в имеющихся заголовках,
или разработать свой, соответственно и всю структуру
исполняемого файла? Если второе, то что хорошего из двух
обозначенных решений взять в новый формат.

То есть предлагается поговорить об интерфейсе
Новая ОС - прикладные программы.