Di University of Illinois di Urbana-Champaign, teknologi FlatFlash dikembangkan yang menggandakan kinerja aplikasi intensif memori.
Foto - Michael Bobella - CC BY-SAMengapa Anda membutuhkan arsitektur baru
SSD memiliki kecepatan baca / tulis yang tinggi. Karena itu, mereka digunakan sebagai ekstensi untuk RAM dalam komputasi kinerja tinggi. Untuk berinteraksi dengan memori "gabungan", SSD dan DIMM menggunakan metode manajemen yang disebut
memori virtual . Ini menyiratkan perpindahan otomatis bagian-bagian program antara RAM dan drive menggunakan
pertukaran halaman . Namun, pendekatan ini memiliki beberapa kelemahan.
Kelemahan pertama adalah bahwa Anda harus menyalin data "ekstra" ketika interupsi halaman dipicu dan halaman baru diambil dari disk (bahkan jika Anda memerlukan beberapa informasi pada halaman, itu masih disalin secara keseluruhan).
Yang kedua - jika aplikasi bekerja dengan kumpulan data yang melebihi jumlah RAM, apa yang disebut "page slipping" terjadi. Sistem ini dalam keadaan
swap konstan, sering bertukar data dalam memori dan data pada disk, dengan merugikan aplikasi.
Untuk mengatasi tantangan ini, tim insinyur dari University of Illinois di Urbana-Champaign (UUIC) dan IBM Research telah mengusulkan arsitektur memori baru. Ini menyiratkan kemungkinan akses byte-by-bit ke SSD. Secara teori, pendekatan ini akan mengurangi biaya pertukaran data. Pengembangan ini disebut FlatFlash.
Bagaimana cara kerjanya?
Untuk mengkonfigurasi sistem, insinyur menggunakan standar PCIe, khususnya, kumpulan register indeksnya (Base Address Registers, BAR). Dengan bantuan mereka, FlatFlash mentransfer data tabel alokasi memori ke host sehingga BIOS dan sistem operasi menyelesaikan markup yang diperlukan.
Setelah penandaan, SSD dan DRAM digabungkan pada satu ruang alamat datar. Pendekatan ini memberi prosesor kemampuan untuk mengirim permintaan secara langsung (memuat / menulis) ke solid state drive menggunakan mekanisme PCIe MMIO. Host bridge bertanggung jawab untuk memproses dan mengalihkan panggilan ke bagian memori ini.
Adapun pemetaan data ke ruang alamat yang sesuai, tugas ini langsung diimplementasikan oleh SSD. Pengembang menggunakan DRAM yang dipasang di pengontrol SSD sebagai cache. Ini menyimpan halaman yang Anda butuhkan untuk mengakses byte demi byte. Permintaan byte diimplementasikan menggunakan salah satu register BAR.
Pendapat
Pakar UUIC menguji kinerja pendekatan baru menggunakan emulator SSD Linux. Menurut data (
PDF, hal. 10), FlatFlash mampu meningkatkan kinerja aplikasi dengan konsumsi memori intensif sebesar 2,3 kali. Arsitektur meningkatkan rasio biaya / kinerja sebesar 3,8 kali, dibandingkan dengan sistem DRAM "bersih".
Beberapa penghuni Hacker News
berbicara positif tentang teknologi tersebut. Salah satu pengguna situs mencatat bahwa arsitektur baru akan memungkinkan sistem operasi untuk abstrak dari bekerja dengan memori. Perangkat PCIe akan menanggapi permintaan untuk membaca dan menulis. Kelebihan lainnya adalah bahwa saluran antara SSD dan host "diturunkan", karena tidak perlu mengirim seluruh halaman ke memori. UUIC mengatakan itu memperpanjang umur solid state drive.
Foto - Gamaliel Espinoza Macedo - CC BY / Foto dipangkasPenduduk HN lain, bagaimanapun, tertarik pada bagaimana FlatFlash memecahkan masalah balap dan pemblokiran dalam memori, karena masalah ini tidak tercakup dalam pekerjaan insinyur dari University of Illinois, dan teknologi serupa mungkin mengalami masalah di bidang ini.
Prospek
Industri TI mengembangkan dan mengimplementasikan teknologi yang darinya pengembangan spesialis baru dari UUIC akan dapat memperoleh manfaat tambahan. Yang pertama adalah PCIe 5.0, spesifikasi yang
disetujui konsorsium PCI-SIG pada bulan Mei tahun ini. Bus memiliki kecepatan transmisi 32 GT / s dan mekanisme kontrol integritas sinyal.
Teknologi kedua adalah memori Optane berbasis teknologi 3DXpoint, yang dikembangkan oleh Intel dan Micron. Itu sendiri memiliki kecepatan baca / tulis yang lebih tinggi daripada flash. Salah satu produk Intel terbaru
memiliki kecepatan baca berurutan 2.500 MB / s. Untuk merekam, angka ini adalah 2000 MB / s.
Kesimpulan
Perusahaan semakin menerapkan solid state drive di pusat data mereka. Register mencatat bahwa total pasokan SSD
akan meningkat menjadi 313 juta pada 2021 (dengan 157 juta unit pada 2016). Kita bisa mengharapkan munculnya teknologi baru yang mirip dengan FlatFlash.
Sistem seperti itu sudah ada - dua tahun lalu sekelompok insinyur dari University of California
memperkenalkan teknologi PebbleSSD. Ini juga memungkinkan untuk mengakses drive byte-by-byte menggunakan metadata dengan pengalamatan byte. Di masa depan, solusi semacam itu akan semakin sering muncul.
ITGLOBAL.COM adalah penyedia cloud pribadi dan hybrid, serta layanan lain yang ditujukan untuk mengembangkan infrastruktur TI pelanggan kami. Apa yang kami tulis di blog perusahaan: