反射記憶體

反射記憶體網路是一種特殊類型的共享記憶體系統，旨在使多個獨立計算機共享通用數據集。反射記憶體網路可在每個子系統中保存整個共享記憶體的獨立備份。每個子系統均享有充分且不受限制的訪問許可權，還能以極高的本地記憶體寫入速度修改本地數據集。

基本介紹

• 中文名：反射記憶體
• 外文名：Reflective Memory

反射記憶體簡介

當數據寫入本地反射記憶體備份，高速邏輯同步將其傳輸至環狀網路的下一個節點，如圖所示。每個後續節點同時將這個新數據寫入本地備份，然後將其傳送至環網的下一個節點。當信息回到初始節點時便會被從網路中移除，然後，根據特定硬體與節點數目，網路上的所有計算機幾個微秒之內便會在同一地址擁有相同數據。本地處理器無需接入網路便能在任意時間讀取這些數據。通過這種方式，每台計算機便可始終擁有共享記憶體集的最新本地備份。在本例的四個節點中，所有計算機只需2.1 μs便可接收到寫入反射記憶體中的數據。

假設線纜長度較短、數據包規格最大且無網路流量，這種延遲計算便可能成立。線纜長度與網路流量能夠增加延遲，但只要網路頻寬沒有超限，延遲就不會出現明顯增加。反射記憶體板（節點）包括本地記憶體、嵌入式接口以及可為主機與反射記憶體提供訪問通道的仲裁邏輯。反射記憶體板可物理安裝或連線至各種計算機匯流排中，包括VME, PCI/PCI-X, CompactPCI, PCI Express或其他能夠集成PMC槽的標準/專用系統。這就使得熱門工作站可通過反射記憶體與單板計算機實現連線，無需考慮互用性。

用途

反射記憶體可用於所有使用乙太網、光纖通道或其他串列網路將計算機或可程式邏輯控制器連線在一起的套用場合，但並非適用於所有套用場合。反射記憶體與以實時互動作用為首要關注因素的系統關係最為緊密。在需要低延遲與高度通信的系統中，雖然反射記憶體板價格高於性能較低的硬體，但卻能在性能方面，通過極高的易用性帶來豐厚回報。

使用方法

沒有任何高性能區域網路能像反射記憶體這樣易於安裝和操作。理想的網路應該允許所有計算機同時訪問彼此的記憶體。反射記憶體通過在幾微妙內賦予網路上每台計算機其他計算機記憶體有效副本的方式接近了這個構想，最多可連線多達256台計算機。由於記憶體的全局屬性，可能會有多台計算機同時進行訪問。所有CPU寫入該公共記憶體空間的訪問都將被複製到網路中的其他節點上。反射記憶體透明地監測、複製這個數據，這樣套用便能在無軟體開銷懲罰的情況下共享該數據。作業系統與獨立處理器現在，反射記憶體硬體可用於VME、PCI/PCI-X、PMC、PCI Express和其他各種格式。這樣便允許單獨的反射記憶體網路連線不同匯流排。附帶PMC槽的嵌入式單板計算機（VME or CompactPCI）使用反射記憶體PMC板在主機底板上卸載流量。用戶可對高速網路進行配置，在該網路上，所有台式工作站、單板電腦或伺服器均可直接通過任何帶有可用CompactPCI, PCI/PCI-X, PCI Express,VMEbus槽,或PMC槽的計算機共享信息。即使連線使用不同位元組格式（大端和小端類型）的計算機，位元組交換在反射記憶體系統中也不是問題。基於PCI的反射記憶體板含有為位元組交換專門設計的硬體。該硬體提供快速、高效、可重複的雙向轉換。此外，大端與小端類型的轉換也不會發生協定開銷或時間損失。反射記憶體還有易用性，且無需考慮作業系統及其使用的設備。

技術優勢

經濟性與可用的建設時間系統

系統設計人員越來越需要在更短時間內構造出更強大、更複雜的系統。在這種情況下，硬體成本與軟體和集成硬體/軟體的成本相比微不足道，這點在單機系統與微系統中表現得更加明顯。在時間與系統正常運行的低單位投資成為市場上的關鍵因素時，使用反射記憶體便會帶來極大的利益。在這些要求苛刻的系統中，反射記憶體簡單的讀/寫通信方式大大提高了產品上市時間，同時提高了網路上的數據通過量。

超過標準區域網路的技術優勢

反射記憶體提供多個超過標準網路的特性：比如全局化記憶體、高速數據傳輸以及軟體透明度，這些特性使反射記憶體成為最具吸引力的多機通訊解決方案。與傳統通訊方式的附加開發時間、測試、維護、文檔編制和附加CPU要求所產生的成本相比，反射記憶體方案更加經濟高效。

發展和國產化

上世紀90年代由VMIC公司設計並生產了反射記憶體，由於當時積體電路的限制，設計比較複雜，由數個FPGA和FIFO晶片，現在經過多年的發展已提高了集成度，並且可靠性也提高了。國內也有數家公司生產反射記憶體相關產品的設計。主要涉及反射記憶體產品的設計，案例分析。經過多年的發展，反射記憶體會得到越來越多的套用。