Puisqu'une architecture de NUMA fournit une image simple de système, elle peut souvent exécuter un système d'exploitation sans des optimisations spéciales.

La latence élevée des accès mémoire distants peut laisser les processeurs sous utilisés, constamment en attente de données à transférer au nœud local et la connexion de NUMA peut devenir un goulot d'étranglement pour des applications avec des exigences de bande passante de mémoire élevée.

En outre, les performances sur un tel système peuvent être fortement variables. Elles varient, par exemple, si une application a la mémoire située localement sur un passage d'étalonnage, mais une exécution ultérieure s'avère placer toute cette mémoire sur un nœud distant. Ce phénomène peut rendre la planification de capacité difficile.

Quelques systèmes UNIX à grande capacité fournissent une prise en charge des optimisations de NUMA dans leurs compilateurs et bibliothèques de programmes. Cette prise en charge exige des programmateurs de logiciel d'accorder et recompiler leurs programmes pour une optimisation de leur performance. Des optimisations pour un système ne garantissent pas un bon fonctionnement sur la prochaine génération du même système. D'autres systèmes ont autorisé un administrateur à décider explicitement du nœud sur lequel une application devrait fonctionner. Tandis que ceci pourrait être acceptable pour certaines applications qui exigent 100 pour cent de leur mémoire pour être locales, elles créent une charge administrative et peuvent mener au déséquilibre entre les nœuds quand les charges de travail changent.

Dans le meilleur des cas, le logiciel système fournit la prise en charge transparente de NUMA, de sorte que les applications puissent en bénéficier immédiatement sans modifications. Le système devrait maximiser l'utilisation des programmes de mémoire locale et planifier intelligemment les programmes sans exiger l'intervention constante d'un administrateur. En conclusion, il doit bien répondre aux états de changement sans compromettre l'équité ou les performances.