申論題

Shared-Memory Multiprocessors 與 Message-Passing Multicomputer 在通訊成本（Communication Cost）上的差異性

Shared-Memory Multiprocessors

1. 通訊方式：

   • 所有處理器共享同一個物理內存空間，通過讀寫共享內存來進行通訊。
   • 使用全局地址空間，各處理器可以直接訪問共享變量。

2. 通訊成本：

   • 低延遲：由於所有處理器共享內存，讀寫操作的延遲相對較低。
   • 內存一致性問題：需要處理內存一致性和同步問題，可能導致性能開銷。
   • 總線爭用：多處理器同時訪問內存可能導致總線爭用，影響性能。

Message-Passing Multicomputer

1. 通訊方式：

   • 每個處理器擁有獨立的內存，通過顯式消息傳遞（message passing）進行通訊。
   • 不同處理器通過網絡介面交換消息。

2. 通訊成本：

   • 高延遲：消息傳遞需要經過網絡，延遲較高。
   • 通信開銷：消息傳遞涉及封包、解包、傳輸等操作，通訊開銷大。
   • 並行性強：通訊操作與計算操作可以重疊，提高系統的並行性和擴展性。

總結

• Shared-Memory Multiprocessors：通訊延遲低，但面臨內存一致性和總線爭用問題。
• Message-Passing Multicomputer：通訊延遲高，但具有較強的並行性和可擴展性。