Multiprocessorsystemen

Multiprocessorsystemen zijn computers die twee of meer processoren bevatten die taken gelijktijdig kunnen uitvoeren. Binnen een dergelijke machine kunnen processoren bronnen zoals hoofdgeheugen en I/O delen, waardoor de verwerkingssnelheid en de doorvoer toenemen. Ze bieden vaak ook betere fouttolerantie doordat werk aan meerdere eenheden kan worden verdeeld.

Er bestaan verschillende architecturen voor multiprocessorsystemen. In tightly coupled systemen met gedeeld geheugen werken de processoren meestal onder symmetric multiprocessing (SMP): meerdere cores delen één hoofdgeheugen en een gezamenlijke interconnect. In NUMA-systemen heeft elke processor zijn eigen lokaal geheugen en communiceren ze via een interconnect; toegang tot ander geheugen verloopt trager dan toegang tot lokaal geheugen. Grotere systemen maken gebruik van massaal parallelle verwerking (MPP) of clusters met gedistribueerd geheugen en snelle interconnects zoals mesh- of fat-tree-topologieën.

Coherentie en software zijn centrale aandachtspunten. Cache-coherentie wordt doorgaans gehandhaafd door coherentieprotocollen zoals MESI, zodat alle cores een consistente kijk op data behouden. Het besturingssysteem plant taken op meerdere cores en programmeurs gebruiken parallelle models zoals MPI, OpenMP of threads. Bij NUMA kunnen geheugenbewuste programmering en toewijzing van processen aan specifieke cores nuttig zijn voor prestaties.

Toepassingen en trends. Multiprocessorsystemen komen veel voor in servers, HPC, grafische verwerking en AI-workloads, waar hoge doorvoer en lage latency per taak vereist zijn. Moderne systemen richten zich ook op betrouwbaarheid en energie-efficiëntie, met ECC-geheugen, redundante verbindingen en fouttolerante ontwerpen. Virtualisatie en containerisatie helpen bij het efficiënt benutten van grote parallelle resources in datacenters.