Поддержка многопроцессорности и многонитевости

Непременным требованием для компьютера, претендующего на роль сервера корпоративной сети, является наличие нескольких процессоров. Чаще всего такое требование связано с необходимостью обеспечения высокой производительности, реже - для того, чтобы повысить надежность путем резервирования процессоров. В любом случае операционная система должна предоставить программные средства для управления несколькими процессорами.

Все популярные ОС корпоративного уровня: BanyanVines, NovellNetWare 4.x, IBMLANServer, MicrosoftWindowsNTServer, SunNFS, SolarisUnix, AIX, HP-UX - поддерживают мультипроцессорную обработку.

При выполнении некоторых приложений на многопроцессорной системе повышения производительности может и не произойти, необходимо, чтобы приложение допускало параллельное выполнение различных его частей. Внутренний параллелизм приложений наилучшим образом выявляется путем использования механизма нитей (или потоков). В большинстве современных ОС поддерживается многонитевость, которая позволяет выполнять приложение сразу на нескольких процессорах, в результате чего многонитевые серверы, например, могут одновременно обслуживать более одного клиента.

Отсюда следует, что для достижения высокой производительности мало приобрести мультипроцессорный компьютер и установить мультипроцессорную ОС, необходимо убедиться в том, что для этой мультипроцессорной программно-аппаратной платформы имеется достаточно многонитевых приложений, которые могут в полной мере реализовать имеющийся потенциал производительности.

Кроме повышения производительности, мультипроцессорность используется для обеспечения надежности за счет процессорной избыточности - отказ одного процессора снижает производительность, но не вызывает отказа системы. Однако из того, что ОС является мультипроцессорной вовсе не следует, что она обязательно поддерживает резервирование на уровне процессоров. Так, например, хотя в WindowsNT реализовано симметричное мультипроцессирование, при отказе одного из процессоров система останавливается и требует перезапуска.

Следует иметь ввиду, что разные ОС на одной и той же аппаратной платформе могут показать различную степень масштабируемости. В данном случае масштабируемость характеризуется тем, насколько линейно зависит производительность от числа процессоров. Известно, что наилучшей масштабируемостью обладают операционные системы семейства Unix, например, ОС Solaris демонстрировала линейный рост производительности при увеличении числа процессоров до 64.

Летом этого года было сообщено, что последняя корпоративная редакция WindowsNTServer 4.0 EnterpriseEdition будет стандартно поддерживать 8-процессорные SMP-конфигурации, но что OEM-производители смогут предлагать собственные изделия с большим числом процессоров. К сожалению нам не удалось получить количественные данные о масштабируемости новой версии, поэтому приводим результаты тестирования мультипроцессорных версий WindowsNT и NetWare, взятые из журнала DataCommunications годичной давности (рисунок 6.1).

Тестирование проводилось путем измерения числа транзакций, выполненных в минуту. В качестве приложения была выбрана СУБД Oracle, поскольку это типичное приложение, для которого может потребоваться мультипроцессорная платформа. Источником запросов являлись 32 клиента, работающих на ПК. В качестве сервера был выбран Tricord, имеющий следующую конфигурацию: 6 Pentium-процессоров, 1 Гб памяти, 24 Гб дисковой памяти. Измерения проводились для конфигураций с 2, 4 и 6 процессорами. За единицу производительности принято значение максимальной производительности, показанное в эксперименте.

Рис. 6.1.

Из рисунка видно, что ОС NetWare показала хорошую масштабируемость, в то время как производительность WindowsNT с увеличением числа процессоров росла очень несущественно: при переходе с 2 процессоров к 4 она выросла только на 5%, а при переходе с 4 к 6 - на 4%. (Конечно, WindowsNT могла показать гораздо лучшие результаты, если бы в качестве базы данных был выбран MicrosoftSQLServer.)

Сравнивая возможности мультипроцессирования WindowsNT и NetWare, следует отметить также, что в то время как для приложений WindowsNT совершенно не важно, будут ли они выполняться на компьютере с одним или несколькими процессорами, приложения NetWare для того, чтобы иметь возможность выполняться в мультипроцессорной среде NetWare, должны быть написаны специальным образом, то есть уже существующие однопроцессорные приложения необходимо переписывать заново.