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2024-08-17T19:41:24Z

Aktuelles Bild; die alten Dinger benutzt (hoffentlich) keiner mehr :)

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[[Datei:AMD Epyc 9754 in Dual-CPU-Socket-Serversystem (极客湾Geekerwan) 07.png|miniatur|Dual-Prozessor-Motherboard mit 2 AMD EPYC-CPUs]]
'''Mehrprozessorsysteme''' (auch: ''Multiprozessorsysteme'') sind [[Computer]], die zwei oder mehr [[Prozessor]]en haben. Sie werden meist als [[Server]] oder [[Workstation|Hochleistungs-Arbeitsplatzrechner]] genutzt. Die einzelnen Aufgaben (die ''[[Prozess (Informatik)|Prozesse]]'') werden dann vom [[Betriebssystem]] je nach Bedarf den einzelnen [[Prozessorkern]]en zugeteilt.

Nach der [[Flynnsche Klassifikation|Flynnschen Klassifikation]] fallen Mehrprozessorsysteme in die Klasse der ''eng gekoppelten'' [[Flynnsche Klassifikation#MIMD|MIMD-Systeme]] (MIMD = ''Multiple Instruction, Multiple Data''). Bei dieser verfügen die verschiedenen Prozessoren über einen [[Shared Memory|gemeinsamen Speicher]].

In wissenschaftlichen Einrichtungen, in denen große [[Rechenleistung]]en benötigt werden, werden auch oft mehrere Rechner zu einem [[Rechnerverbund]] zusammengeschlossen, um einen ähnlichen Effekt zu erzielen. Dann spricht man von ''lose gekoppelten'' MIMD-Systemen. Oft hat allerdings jeder einzelne Rechner in einem solchen Cluster selbst noch mehrere Prozessoren, ist also für sich genommen wieder ein eng-gekoppeltes MIMD-System.

Mehrprozessorsysteme sind heute sehr verbreitet. Da heute erhältliche [[x86-Prozessor]]en meist nicht mehr (wie bis ca. ins Jahr 2000) nur einen Rechenkern besitzen, sondern zumeist zwei oder mehr ([[Mehrkernprozessor]]), muss heute deutlicher unterschieden werden zwischen
* [[Mehrkernprozessor]] … ein Prozessor mit mehreren Kernen, und
* dem Mehrprozessorsystem im engeren Sinne … ein Computersystem, das mehr als einen [[Prozessorsockel]] auf der Multi-Prozessor-Hauptplatine besitzt, und in dem mehr als einer dieser Sockel auch bestückt ist.

== Speicheranbindung ==
{{Hauptartikel|Uniform Memory Access}}
{{Hauptartikel|Non-Uniform Memory Access}}
Mitunter sollte das Betriebssystem die Prozesse an einen bestimmten Prozessor vergeben, je nach Art der Speicheranbindung:
* Mit ''Uniform Memory Access'' (''UMA'') wird bezeichnet, wenn alle Prozessoren der Multi-Prozessor-Hauptplatine auf allen dort vorhandenen [[Arbeitsspeicher]] „gleichwertig“ zugreifen können.
* Das Gegenkonzept wird ''Non-Uniform Memory Access'' (''NUMA'') genannt. Hierbei besitzt jeder Prozessor „seinen“ Arbeitsspeicher; will ein anderer Prozessor darauf zugreifen, so muss er diesen Zugriff über jenen Arbeitsspeicher-Verwalter anfragen (siehe [[MESI]]- und [[MOESI]]-Protokoll).
Bei heute verbreitetem NUMA-Aufbau muss das Betriebssystem somit darauf achten, dass Prozesse, die [[Virtuelle Speicherverwaltung|(virtuellen) Arbeitsspeicher]] anfordern, diesen in jenem realen [[Random-Access Memory|RAM]] erhalten, das zu „ihrem“ Prozessor gehört. Umgekehrt muss das Betriebssystem darauf achten, dass ein inaktiver, zur Ausführung bereitstehender Prozess möglichst einem Prozessorkern desjenigen Prozessors zugeteilt wird, in dessen Ram der Prozess liegt.

== Multiprocessing ==
Der Begriff „''Multiprocessing''“ bezeichnet die Fähigkeit eines Computers, mehr als einen Handlungsstrang (sogenannter ''[[Thread (Informatik)|Thread]]'') echt-gleichzeitig zu verarbeiten. In diesem Zusammenhang ist der Begriff des „Multiprocessings“ also aus „Multi“ (mehrere) und „Prozesse“ entstanden. Meist können diese Handlungsstränge auch voneinander abgeschottet verarbeitet werden. Eine Gruppe von Threads, die von allen anderen Threads, jedoch nicht voneinander, abgeschirmt sind (somit „zusammengehörend“), ist ein sogenannter [[Prozess (Informatik)|Prozess]], oft auch [[Task]] genannt.

Für Multiprocessing sind mehrere (mind. zwei), weitgehend unabhängige Prozessorkerne notwendig.
Ein Mehrprozessorsystem ist daher immer Multiprocessing-fähig.

Heutzutage wird statt des Begriffs Multiprocessing oft auch der Begriff [[Multitasking]] verwendet, der historisch jedoch das Aufteilen ''nur eines Rechenkerns'' z. B. im Zeitscheibenverfahren auf mehrere Aufgaben beschreibt. Anstatt mehrere Prozesse echt-gleichzeitig zu verarbeiten, wird also zu jedem Zeitpunkt nur genau ein Prozess verarbeitet; der schnelle Wechsel zwischen mehreren Prozessen (mittels kurzer Zeitscheiben) erscheint dem Benutzer, als würden die Prozesse „gleichzeitig“ verarbeitet.

In modernen Computersystemen werden heutzutage beide Verfahren gleichzeitig eingesetzt: Es sind mehrere Prozessorkerne vorhanden, die echt-gleichzeitig Threads ausführen können (voneinander abgeschottete oder im selben Kontext laufend) – zusätzlich werden jedem Prozessorkern für sich nochmals im Zeitscheibenverfahren Threads oder Prozesse zugeteilt.

Mitunter wird auch von [[Hardwareseitiges Multithreading|hardwareseitigem Multithreading]] gesprochen, im Gegensatz zum [[Softwareseitiges Multithreading|softwareseitigen Multithreading]], bei dem sämtliche Aufteilung der Rechenzeit seitens des Anwendungsprogramms programmiert ist – aus Sicht des Prozessors ist es nur genau ein Thread/Prozess.

== Siehe auch ==
* [[Parallelrechner]]
* [[Hyper-Threading]]
* [[Nebenläufigkeit]]
* [[Symmetrisches Multiprozessorsystem]]
* [[Asymmetrisches Multiprozessorsystem]]

[[Kategorie:Rechnerarchitektur]]

Mehrprozessorsystem - Versionsgeschichte

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