SMPとは？対称型マルチプロセッシングを解説

SMPとは？対称型マルチプロセッシングを解説

SMPの概要

SMP（対称型マルチプロセッシング）の概要SMPは、複数のプロセッサが単一の共有メモリにアクセスしてデータを処理するコンピュータアーキテクチャです。各プロセッサは他のすべてのプロセッサとメモリに均等にアクセスできます。SMPシステムでは、複数のプロセッサが同時に異なるタスクを実行でき、全体的なシステムのパフォーマンスが向上します。このアーキテクチャは、並列処理やマルチスレッドアプリケーションに適しており、複数のCPUが効率的に協調して作業できます。

SMPの仕組み

SMPの仕組みとは、複数のCPUが同じメモリアドレス空間を共有していることを指します。これにより、すべてのCPUがシステム内のすべてのデータに同時にアクセスできます。SMPシステムでは、オペレーティングシステムが複数のCPU間でタスクを動的に割り当てます。各CPUは、割り当てられたタスクを実行し、結果を共有メモリに書き込みます。この並列処理により、SMPシステムは単一プロセッサシステムよりも高いパフォーマンスを提供できます。

SMPの利点

SMPの利点は、アーキテクチャの特質に起因しています。複数のプロセッサを使用することで、SMPシステムは単一プロセッサシステムよりも高い処理能力を提供できます。各プロセッサは独立して作業できるため、システム全体の処理能力はプロセッサの数に比例して向上します。

もう一つの利点は、スケーラビリティです。SMPシステムは、必要に応じてプロセッサを追加することで拡張できます。これにより、システムの処理能力をニーズに合わせて調整でき、将来的に拡張する余地ができます。また、SMPシステムは、プロセッサに障害が発生した場合でも、他のプロセッサが引き継ぐことができるため、高い可用性を提供します。

SMPの欠点

SMPの欠点として、いくつかの制約があることが挙げられます。まず、SMPアーキテクチャでは、各プロセッサが共有メモリにアクセスする際には、バスを介して行われます。このため、複数のプロセッサが同時にメモリにアクセスすると、バスの競合が発生する可能性があります。バスの競合が起こると、プロセッサのパフォーマンスが低下することがあります。また、SMPアーキテクチャでは、プロセッサごとにキャッシュメモリが備えられていますが、複数のプロセッサが同じデータをキャッシュしている場合、キャッシュコヒーレンシの問題が発生する可能性があります。キャッシュコヒーレンシの問題とは、複数のプロセッサが同じデータに対して異なる値をキャッシュしている状態のことです。このような場合、プロセッサがデータを更新すると、ほかのプロセッサのキャッシュに格納されているデータが古いままになってしまうことがあります。このため、SMPアーキテクチャでは、キャッシュコヒーレンシを維持するためのプロトコルが必要になります。

SMPの利用例

SMP（対称型マルチプロセッシング）の利用例

SMPは、システムへの並列性の向上を図ることでパフォーマンスを向上させるために利用できます。具体的には、以下のような用途に使用されています。

* -サーバのコン固- 複数のサーバを統合して単一のSMPシステムを作成することで、コストと管理オーバーヘッドを削減できます。
* -ハイパフォーマンスコンピューティング (HPC)- SMPシステムは、並列処理を必要とする計算負荷の高いアプリケーションのパフォーマンスを向上させることができます。
* -データベース- SMPは、複数のプロセッサが同時並行的にデータベースのクエリを処理することでデータベースのパフォーマンスを向上させることができます。
* -エンタープライズソフトウェア- ERPやCRMなどのエンタープライズソフトウェアは、多くの場合、SMPを活用してスループットと応答時間を向上させています。
* -仮想化- SMPは、複数の仮想マシンを単一のホストシステム上で並行実行するために利用できます。