Een KAIST-onderzoeksteam heeft hardware- en softwaretechnologie ontwikkeld die zowel gegevens- als uitvoeringspersistentie garandeert. Het Lightweight Persistence Centric System (LightPC) maakt de systemen bestand tegen stroomuitval door alleen niet-vluchtig geheugen als hoofdgeheugen te gebruiken.
“We hebben niet-vluchtig geheugen op een prototype van een moederbord gemonteerd en een besturingssysteem gemaakt om de effectiviteit van LightPC te verifiëren”, zegt professor Myoungsoo Jung. Het team bevestigde dat LightPC de uitvoering valideerde terwijl het in- en uitschakelde in het midden van de uitvoering, met tot acht keer meer geheugen, 4,3 keer snellere uitvoering van applicaties en 73% lager energieverbruik in vergelijking met traditionele systemen.
Professor Jung zei dat LightPC kan worden gebruikt op verschillende gebieden, zoals datacenters en high-performance computing, om geheugen met grote capaciteit, hoge prestaties, laag stroomverbruik en servicebetrouwbaarheid te bieden.
Over het algemeen kunnen stroomstoringen op oudere systemen leiden tot het verlies van gegevens die zijn opgeslagen in het op DRAM gebaseerde hoofdgeheugen. In tegenstelling tot vluchtig geheugen zoals DRAM, kan niet-vluchtig geheugen zijn gegevens behouden zonder stroom. Hoewel niet-vluchtig geheugen de kenmerken heeft van een lager stroomverbruik en een grotere capaciteit dan DRAM, wordt niet-vluchtig geheugen doorgaans gebruikt voor secundaire opslag vanwege de lagere schrijfprestaties. Om deze reden wordt niet-vluchtig geheugen vaak gebruikt met DRAM. Moderne systemen die gebruik maken van niet-vluchtig geheugengebaseerd hoofdgeheugen ervaren echter onverwachte prestatievermindering als gevolg van de gecompliceerde geheugenmicroarchitectuur.
Om zowel gegevens als uitvoering persistent te maken in legacy-systemen, is het noodzakelijk om de gegevens over te dragen van het vluchtige geheugen naar het niet-vluchtige geheugen. Checkpointing is een mogelijke oplossing. Het verzendt periodiek de gegevens ter voorbereiding op een plotselinge stroomstoring. Hoewel deze technologie essentieel is om een hoge mobiliteit en betrouwbaarheid voor gebruikers te garanderen, heeft checkpointing ook fatale nadelen. Het kost extra tijd en kracht om gegevens te verplaatsen en vereist een proces voor gegevensherstel en het opnieuw opstarten van het systeem.
Om deze problemen aan te pakken, ontwikkelde het onderzoeksteam een processor en geheugencontroller om de prestaties van niet-vluchtig geheugen met alleen geheugen te verhogen. LightPC komt overeen met de prestaties van DRAM door de interne vluchtige geheugencomponenten van niet-vluchtig geheugen te minimaliseren, de niet-vluchtige geheugenmedia (PRAM) bloot te stellen aan de host en de parallelliteit te vergroten om zo snel mogelijk on-the-fly-verzoeken af te handelen.
Het team presenteerde ook besturingssysteemtechnologie die de uitvoeringsstatussen van lopende processen snel persistent maakt zonder dat er een checkpointproces nodig is. Het besturingssysteem voorkomt alle wijzigingen aan uitvoeringsstatussen en gegevens door alle programma-uitvoeringen inactief te houden voordat gegevens worden overgedragen om consistentie te ondersteunen binnen een periode die veel korter is dan de standaard stroomonderbrekingstijd van ongeveer 16 minuten. Voor de consistentie, wanneer de stroomvoorziening is hersteld, herleeft de computer zichzelf bijna onmiddellijk en voert alle offline processen onmiddellijk opnieuw uit zonder dat een opstartproces nodig is.
De onderzoekers presenteren hun werk (LightPC: Hardware and Software Co-Design for Energy-Efficient Full System Persistence) op het International Symposium on Computer Architecture (ISCA) 2022 in New York in juni.
Verhaalbron:
Materialen geleverd door Het Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST). Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.
lees het gehele artikel bij de bron
Samenvatting: Een onderzoeksteam heeft hardware- en softwaretechnologie ontwikkeld die zowel data- als uitvoeringspersistentie garandeert. Het Lightweight Persistence Centric System (LightPC) maakt de systemen bestand tegen stroomuitval door alleen niet-vluchtig geheugen als hoofdgeheugen te gebruiken.
Datum van publicatie: 26 april 2022
Bron: Technologie | Top technologienieuws — ScienceDaily