NUMA把一台计算机分成多个节点(node),每个节点内部拥有多个CPU，节点内部使用共有的内存控制器，节点之间是通过互联模块进行连接和信息交互。
因此节点的所有内存对于本节点所有的CPU都是等同的，对于其他节点中的所有CPU都不同。因此每个CPU可以访问整个系统内存，但是访问本地节点的内存速度最快(不经过互联模块),访问非本地节点的内存速度较慢(需要经过互联模块)，即CPU访问内存的速度与节点的距离有关，该距离成为Node Distance。
NUMA(Non-Uniform Memory Access，非一致性内存访问)和SMP(Symmetric Multi-Processor，对称多处理器系统)是两种不同的CPU硬件体系架构。
SMP的主要特征是共享，所有的CPU共享使用全部资源，例如内存、总线和I/O，多个CPU对称工作，彼此之间没有主次之分，平等地访问共享的资源，这样势必引入资源的竞争问题，从而导致它的扩展内力非常有限。
NUMA技术将CPU划分成不同的组（Node)，每个Node由多个CPU组成，并且有独立的本地内存、I/O等资源。Node之间通过互联模块连接和沟通，因此除了本地内存外，每个CPU仍可以访问远端Node的内存，只不过效率会比访问本地内存差一些，我们用Node之间的距离（Distance，抽象的概念）来定义各个Node之间互访资源的开销。
Node->Socket->Core->Processor
如果你只知道CPU这么一个概念，那么是无法理解CPU的拓扑的。事实上，在NUMA架构下，CPU的概念从大到小依次是：Node、Socket、Core、Processor。Node的概念在上一节已经介绍过，这里就不多赘述了。
随着多核技术的发展，我们将多个CPU封装在一起，这个封装一般被称为Socket（插槽的意思，也有人称之为Packet，不知到哪个更加准确？），而Socket中的每个核心被称为Core。为了进一步提升CPU的处理能力，Intel又引入了HT（Hyper-Threading，超线程)的技术，一个Core打开HT之后，在OS看来就是两个核，当然这个核是逻辑上的概念，所以也被称为Logical Processor，本文简称为Processor。
综上所述，一个NUMA Node可以有一个或者多个Socket，一个多核Socket显然包含多个Core，一个Core如果打开HT则变成两个Logical Processor。Logical processor只是OS内部看到的，实际上两个Processor还是位于同一个Core上，所以频繁的调度仍可能导致资源竞争，影响性能。
查看 CPU Topology
在介绍完CPU拓扑相关的概念后，我们来实际在服务器上查看相关的信息。
查看Numa Node
numactl是设定进程NUMA策略的命令行工具，也可以用来查看当前的Nuwa node:
$ numactl --hardware available: 2 nodes (0-1) node 0 size: 24211 MB node 0 free: 110 MB node 1 size: 24240 MB node 1 free: 150 MB node distances: node 0 1 0: 10 20 1: 20 10
从上面可以看出本机有两个Numa node，如果要进一步知道一个Node包含哪几个CPU，该怎么办？
一种方法是通过查看ls /sys/devices/system/node/目录下的信息，例如：
[admin@AY41A_AG]$ ls /sys/devices/system/node/node0 cpu12 cpu13 cpu14 cpu15 cpu4 cpu5 cpu6 cpu7 cpumap distance meminfo numastat
可见, node0包含4/5/6/7/12/13/14/15八个Processor（刚好是一个Socket）。
如果是xen的环境，还可以通过xm info来查看，对应的是node_to_cpu字段。
查看Socket
一个Socket对应主板上的一个插槽，在本文中是指一个CPU封装。在/proc/cpuinfo中的physical id就是Socket的ID，可以从中找到本机到底有多少个Socket，并且每个Socket有那几个Processor。
1) 查看有几个Socket
$ grep 'physical id' /proc/cpuinfo | awk -F: '{print $2 | "sort -un"}'
0
1
$ grep 'physical id' /proc/cpuinfo | awk -F: '{print $2 | "sort -un"}' | wc -l
2
2) 查看每个Socket有几个Processor
$ grep 'physical id' /proc/cpuinfo | awk -F: '{print $2}' | sort | uniq -c
8 0
8 1
3) 查看Socket对应那几个Processor
$ awk -F: '{
if ($1 ~ /processor/) {
gsub(/ /,"",$2);
p_id=$2;
} else if ($1 ~ /physical id/){
gsub(/ /,"",$2);
s_id=$2;
arr[s_id]=arr[s_id] " " p_id
}
}
END{
for (i in arr)
print arr[i];
}' /proc/cpuinfo | cut -c2-
4 5 6 7 12 13 14 15
0 1 2 3 8 9 10 11
查看Core
/proc/cpuinfo文件中的cpu cores表明一个socket中有几个cores，例如：
cat /proc/cpuinfo | grep 'core' | sort -u core id : 0 core id : 1 core id : 10 core id : 9 cpu cores : 4
上面的结果说明一个socket有4个cores，它们的id分别为0/1/9/10，根据之前查到的我们的机器有2个socket，所以总共有8个core。
查看Processor
查看Processors的个数就比较简单了，从上面的统计结果中我们已经可以知道有16个Logical processor，不过也可以直接从/proc/cpuinfo文件中获取：
$ grep 'processor' /proc/cpuinfo | wc -l 16
其实，每个socket中能有几个processor也可以从siblings字段中获取：
$ grep 'siblings' /proc/cpuinfo | sort -u siblings : 8
信息汇总
基于以上查看CPU拓扑信息的方法，简单的写了一个小程序来查询：
#!/bin/bash
# Simple print cpu topology
# Author: kodango
function get_nr_processor()
{
grep '^processor' /proc/cpuinfo | wc -l
}
function get_nr_socket()
{
grep 'physical id' /proc/cpuinfo | awk -F: '{
print $2 | "sort -un"}' | wc -l
}
function get_nr_siblings()
{
grep 'siblings' /proc/cpuinfo | awk -F: '{
print $2 | "sort -un"}'
}
function get_nr_cores_of_socket()
{
grep 'cpu cores' /proc/cpuinfo | awk -F: '{
print $2 | "sort -un"}'
}
echo '===== CPU Topology Table ====='
echo
echo '+--------------+---------+-----------+'
echo '| Processor ID | Core ID | Socket ID |'
echo '+--------------+---------+-----------+'
while read line; do
if [ -z "$line" ]; then
printf '| %-12s | %-7s | %-9s |\n' $p_id $c_id $s_id
echo '+--------------+---------+-----------+'
continue
fi
if echo "$line" | grep -q "^processor"; then
p_id=`echo "$line" | awk -F: '{print $2}' | tr -d ' '`
fi
if echo "$line" | grep -q "^core id"; then
c_id=`echo "$line" | awk -F: '{print $2}' | tr -d ' '`
fi
if echo "$line" | grep -q "^physical id"; then
s_id=`echo "$line" | awk -F: '{print $2}' | tr -d ' '`
fi
done < /proc/cpuinfo
echo
awk -F: '{
if ($1 ~ /processor/) {
gsub(/ /,"",$2);
p_id=$2;
} else if ($1 ~ /physical id/){
gsub(/ /,"",$2);
s_id=$2;
arr[s_id]=arr[s_id] " " p_id
}
}
END{
for (i in arr)
printf "Socket %s:%s\n", i, arr[i];
}' /proc/cpuinfo
echo
echo '===== CPU Info Summary ====='
echo
nr_processor=`get_nr_processor`
echo "Logical processors: $nr_processor"
nr_socket=`get_nr_socket`
echo "Physical socket: $nr_socket"
nr_siblings=`get_nr_siblings`
echo "Siblings in one socket: $nr_siblings"
nr_cores=`get_nr_cores_of_socket`
echo "Cores in one socket: $nr_cores"
let nr_cores*=nr_socket
echo "Cores in total: $nr_cores"
if [ "$nr_cores" = "$nr_processor" ]; then
echo "Hyper-Threading: off"
else
echo "Hyper-Threading: on"
fi
echo
echo '===== END ====='
执行结果为：
===== CPU Topology Table ===== +--------------+---------+-----------+ | Processor ID | Core ID | Socket ID | +--------------+---------+-----------+ | 0 | 0 | 1 | +--------------+---------+-----------+ | 1 | 1 | 1 | +--------------+---------+-----------+ | 2 | 9 | 1 | +--------------+---------+-----------+ | 3 | 10 | 1 | +--------------+---------+-----------+ | 4 | 0 | 0 | +--------------+---------+-----------+ | 5 | 1 | 0 | +--------------+---------+-----------+ | 6 | 9 | 0 | +--------------+---------+-----------+ | 7 | 10 | 0 | +--------------+---------+-----------+ | 8 | 0 | 1 | +--------------+---------+-----------+ | 9 | 1 | 1 | +--------------+---------+-----------+ | 10 | 9 | 1 | +--------------+---------+-----------+ | 11 | 10 | 1 | +--------------+---------+-----------+ | 12 | 0 | 0 | +--------------+---------+-----------+ | 13 | 1 | 0 | +--------------+---------+-----------+ | 14 | 9 | 0 | +--------------+---------+-----------+ | 15 | 10 | 0 | +--------------+---------+-----------+ Socket 0: 4 5 6 7 12 13 14 15 Socket 1: 0 1 2 3 8 9 10 11 ===== CPU Info Summary ===== Logical processors: 16 Physical socket: 2 Siblings in one socket: 8 Cores in one socket: 4 Cores in total: 8 Hyper-Threading: on ===== END =====