NUMA的结构+线与逻辑+write_once

大浪淘沙、 / 2023-07-30 / 原文

NUMA

https://houmin.cc/posts/b893097a/

一个NUMA Node内部是由一个物理CPU和它所有的本地内存(Local Memory) 组成的。广义上还包含本地IO资源，对大多数Intel x86 NUMA平台来说，主要是PCIe总线资源。
物理 CPU：一个CPU Socket里可以由多个CPU Core和一个Uncore部分组成。每个CPU Core内部又可以由两个CPU Thread组成。每个CPU thread都是一个操作系统可见的逻辑CPU。对大多数操作系统来说，一个八核HT打开的CPU会被识别为16个CPU。

以下是复制部分:
// ============================================

Socket

一个Socket对应一个物理CPU。这个词大概是从CPU在主板上的物理连接方式上来的，可以理解为 Socket 就是主板上的 CPU 插槽。处理器通过主板的Socket来插到主板上。尤其是有了多核(Multi-core)系统以后，Multi-socket系统被用来指明系统到底存在多少个物理CPU。

Node

NUMA体系结构中多了Node的概念，这个概念其实是用来解决core的分组的问题。每个node有自己的内部CPU，总线和内存，同时还可以访问其他node内的内存，NUMA的最大的优势就是可以方便的增加CPU的数量。通常一个 Socket 有一个 Node，也有可能一个 Socket 有多个 Node。

Core

CPU的运算核心。 x86的核包含了CPU运算的基本部件，如逻辑运算单元(ALU), 浮点运算单元(FPU), L1和L2缓存。一个Socket里可以有多个Core。如今的多核时代，即使是Single Socket的系统，也是逻辑上的SMP系统。但是，一个物理CPU的系统不存在非本地内存，因此相当于UMA系统。

Uncore

Intel x86物理CPU里没有放在Core里的部件都被叫做Uncore。Uncore里集成了过去x86 UMA架构时代北桥芯片的基本功能。在Nehalem时代，内存控制器被集成到CPU里，叫做iMC(Integrated Memory Controller)。而PCIe Root Complex还做为独立部件在IO Hub芯片里。到了SandyBridge时代，PCIe Root Complex也被集成到了CPU里。现今的Uncore部分，除了iMC，PCIe Root Complex，还有QPI(QuickPath Interconnect)控制器， L3缓存，CBox(负责缓存一致性)，及其它外设控制器。

Threads

这里特指CPU的多线程技术。在Intel x86架构下，CPU的多线程技术被称作超线程(Hyper-Threading)技术。 Intel的超线程技术在一个处理器Core内部引入了额外的硬件设计模拟了两个逻辑处理器(Logical Processor)，每个逻辑处理器都有独立的处理器状态，但共享Core内部的计算资源，如ALU，FPU，L1，L2缓存。这样在最小的硬件投入下提高了CPU在多线程软件工作负载下的性能，提高了硬件使用效率。 x86的超线程技术出现早于NUMA架构。

MOS管

https://zhuanlan.zhihu.com/p/368263926

NMOS

https://zhuanlan.zhihu.com/p/368263926
对于NMOS管，Vgs为高电平时，id电流能够形成，方向从D流向S到地；Vgs为低电平时，id电流形成不了，D、S之间断开。

PMOS

G为0时候上下导通

线与逻辑

为什么需要线与逻辑，能做什么工作

可以增大驱动能力（如果同时为1的话）
可以实现逻辑变换（四个输入，一个输出，AB为0，且CD为0，输出才为1）

如何实现线与逻辑

输入端口都是0的情况下，输出G为1，下面的NMOS管导通，此时输出L为0。
上拉电阻的值越小，负载电容的充电时间常数也越小，因而开关速度越快。

为什么不能有PMOS

都为0的时候，上下导通，形成短路。（其实如果加上电阻似乎也行，但是又更麻烦了吧）

Write-Once总线监听协议

Write-Once 是 Write-Back 和 Write-Through 的综合。当使用这种机制时，对一个 Cache Block 进行第一次回写时，采用 Write-Through 策略将数据同时回写到 Cache 和主存储器，之后的写操作采用 Write-Back，只回写到 Cache 而不回写到主存储器。
Write-Back 机制能够有效节约带宽，但是由于主存储器中并没有最新的数据副本，增加了维护 Cache Coherency 的开销。Write-Through 则相反。