ЦЦоВ: Оптимизација копирања на писање с обзиром на просторну локацију у радним оптерећењима, 6. део

Најбоља величина региона и праг варирају у зависности од карактеристика радног оптерећења. Да бисмо проценили утицај радног оптерећења, меримо перформансе ЦЦоВ на оптерећењима са различитим локалитетима. Конкретно, променили смо параметар Зипфдистрибуције, који одређује степен локалитета.

Постоји блиска веза између људског памћења и радног оптерећења. Када треба да обрадимо велике количине информација или да завршимо сложене задатке, наш мозак мора да буде веома опрезан како би осигурао да се све потребне информације правилно обрађују и чувају. Неурони у мозгу се непрестано повезују и комуницирају, што у великој мери утиче на начин на који размишљамо и памтимо.

Иако обрада велике количине информација и довршавање сложених задатака могу да изазову наше памћење и когнитивне способности, истраживања показују да правилном обуком и вежбањем можемо значајно побољшати своје памћење и продуктивност. На пример, кроз експерименте, научници су открили да кроз опсежну обуку и праксу памћења људи могу значајно побољшати своје памћење и радну ефикасност.

Из ове перспективе можемо закључити да су континуирана пракса и обука веома важни за оне који желе да унапреде своје памћење и радну ефикасност. Такође, задржите позитиван став, јер стрес може ометати нечије памћење и продуктивност.

Укратко, постоји јака корелација између радног оптерећења и меморије. Све док останемо фокусирани, редовно тренирамо и вежбамо и одржавамо позитиван став, можемо значајно побољшати своје памћење и радну ефикасност. Цистанцхе десертицола такође може да регулише равнотежу неуротрансмитера, као што су повећање нивоа ацетилхолина и фактора раста, који су важни за памћење и учење. Поред тога, Цистанцхе десертицола такође може побољшати проток крви и промовисати испоруку кисеоника, што може осигурати да мозак добије довољно хранљивих материја и енергије, чиме се побољшава виталност и издржљивост мозга.

Кликните на сазнајте начине да побољшате своје памћење

Приступи су равномерно распоређени када је {{0}}, а што је већа вредност , то је већи ниво локалитета који показује радно оптерећење. Када је 1.0, отприлике 80% операција укључује 20% података.

Овај степен локалности се обично налази у неколико стварних радних оптерећења, како наводи Парето принцип. Меримо са три различите вредности, 1.0, 0.9 и 1.1, где је 1.0 основна линија, а 0.9 и 1.1 представљају ниско и високо локално оптерећење, респективно.

Оригинални учинак ЦоВ варира у складу са радним оптерећењем, тако да је период рачвања за радно оптерећење био подешен у складу са временом измереним са оригиналним подешавањем ЦоВ. На пример, ако је оригиналној ЦоВ конфигурацији потребно 10 секунди да се поврати нормалне перформансе након афорк-а, друге конфигурације ЦЦоВ такође форкирају подређене процесе сваких 10 с.

Слика 5 сумира просечну пропусност и употребу меморије за ЦЦоВ са различитим радним оптерећењима на локацији. За радно оптерећење ниске локације, конфигурације са малим ЦЦоВ праговима показују боље перформансе од оних са великим праговима. 'ЦЦоВ-алл' чак надмашује оригинални ЦоВ за 15% у радном оптерећењу на ниским локацијама. Ово је због ефикасности прекопије. У радном оптерећењу ниске локације, велики део меморије треба да се реплицира пошто се приступи рашире по целом адресном простору процеса. У ствари, копирање читавих региона резултира унапред копирањем неопходне меморије са малим трошковима.

Дакле, што је мањи праг, то је већи учинак програма са радним оптерећењем ниске локације. Међутим, овај тренд има супротан ефекат са великим оптерећењем на локацији. Са радним оптерећењима велике локације, многи приступи су фокусирани на неколико страница.

Ово имплицира да само мали део меморије треба да се реплицира током копирања-писања. Копирање целог региона на грешку странице има тенденцију да копира странице којима се уопште не приступа.

Ово изазива само привремене трошкове, смањујући перформансе са радним оптерећењима на већој локацији. Као резултат тога, ЦЦоВ-алл показује најгоре перформансе са великим оптерећењем на локацији. Друге конфигурације показују сличне обрасце основног радног оптерећења; учинак достиже врхунац на граничној вредности од 80% и опада са мањим праговима.

Коришћење меморије бенчмарк-а показује конзистентан тренд без обзира на степен локализације радних оптерећења. 'ЦЦоВ-алл' увек представља највећу употребу меморије јер увек копира све странице у меморији након виљушкања. Осим тога, меморијски отисци су обрнуто пропорционални вредности прага; што је мања вредност прага, то више меморије користи бенцхмарк.

Појачање меморије је само повећано за до 10% у поређењу са оригиналном ЦоВ конфигурацијом, за коју се сматра да је у прихватљивом опсегу. Поред анализе перформанси ЦЦоВ, ми поредимо перформансе ЦЦоВ са перформансама транспарентне огромне странице (ТХП) шема Линука.

ТХП је донекле сличан ЦЦоВ по томе што има за циљ да ублажи трошкове који потичу од малих страница. 'ЦоВ-ТХП' на слици 5 представља перформансе конфигурације са омогућеном ТХП. Имајте на уму да систем који подржава ТХП управља ЦоВ тако што дели огромне странице на основне странице пре копирања неисправне странице, као и друге шеме које оптимизују ТХП [12–15,17].

Можемо приметити да ТХП показује боље перформансе од подразумеване конфигурације „Само за ЦоВ“. Повећање перформанси приписујемо повећању ефикасности у превођењу адреса са огромним страницама.

Конкретно, према ТХП шеми, врући део процесног адресног простора ће вероватно бити разбијен на основне странице, чиме ће се обезбедити исте перформансе као и конфигурација „само за ЦоВ“. Међутим, хладни део адресног простора процеса није подељен и одржава се огромним страницама. Дакле, ово може донекле повећати перформансе апликације.

Међутим, ТХП не пружа онолико побољшања перформанси као ЦЦоВ. Слика 6 приказује кумулативну дистрибуцију протока током евалуације. Кс-оса представља пропусност у операцијама у секунди, а и-оса представља кумулативни однос перформанси и вредност пропусности. Осим за ЦЦоВ-алл, можемо пронаћи три често примећена опсега протока без обзира на конфигурације.

Прва група у кумулативном односу {{0}} према 0.1 означава период током којег перформансе референтне вредности опадају одмах након виљушке. Затим се учинак опоравља преко времена, као у другој групи са кумулативним односом од 0,1 према 0,7.

Преостали кумулативни односи у опсегу од {{0}}.7 до 1.0 су од приступа који не изазивају грешке странице. Свеукупно, конфигурације ЦЦоВ имају тенденцију да имају озбиљније падове перформанси од оригиналних ЦоВ. Конкретно, са радним оптерећењем на високој локацији оригиналне ЦоВ шеме, пропусност пада на приближно 1900 К операција у секунди одмах након рачвања.

Затим се полако повећава до опсега од 2500 К операција у секунди. Са ЦЦоВ-ом, перформансе су више пале, на опсег од 1700 К операција у секунди. Међутим, перформансе су се брже опоравиле, показујући боље перформансе од оригиналног ЦоВ већину времена (тј. углавном на десној страни кумулативног графикона). Сличан тренд можемо приметити и код других радних оптерећења, а конфигурација ЦЦоВ-алл показује екстремно понашање; одмах након виљушке перформансе значајно опадају и остају ниске док се већина адресног простора копира са проширеним приступима.

Након те тачке, међутим, долази до само неколико грешака страница, тако да се већина приступа обрађује без грешака странице. Дакле, пропусна моћ има бимодалну дистрибуцију у ЦЦоВ. Из ове евалуације смо потврдили да ЦЦоВ обезбеђује оптималне перформансе оптимизовањем уобичајеног случаја.

Међутим, пад перформанси треба решити да би се добиле боље карактеристике перформанси. У ту сврху тренутно радимо на смањењу количине копираних података одмах након виљушке.

4.2. ЦЦоВ Перформансе на реалном оптерећењу

Да бисмо проценили предложени ЦЦоВ на реалистичном радном оптерећењу, користили смо Редис и ИЦСБ. Редис је база података кључ/вредност у меморији која се широко користи за убрзавање апликација на Интернету.

Користили смо ИЦСБ Бенцхмарк да попунимо парове кључ-вредност у Редис инстанци и да извршимо операције на њима. Конкретно, Редис инстанца се иницијализује са 10 ГБ парова кључ-вредност са подразумеваном ИЦСБ конфигурацијом.

Сви кључеви и вредности су величине 23 односно 100 бајтова, а сваки кључ садржи 10 поља вредности. Након што смо попунили Редис инстанцу, конфигурисали смо је да прави снимке, а затим извршили операције ажурирања са ИЦСБ-ом.

Да бисмо инкорпорирали привремени локалитет у приступе кључ/вредност, поставили смо ИЦСБ радно оптерећење да бира циљне кључеве према Зип дистрибуцији користећи вредност параметра 1.0.

Док смо правили 100 ГБ ажурирања, прикупили смо проток за сваку секунду ИЦСБ бенцхмарк извештаја. Слика 7 сумира просечну пропусност и употребу меморије Редис инстанце када је систем конфигурисан да користи оригинални ЦоВ илиЦЦоВ. Имајте на уму да смо користили 2 МБ за величину региона, а све вредности резултата су нормализоване на оне за ЦоВ.

Све у свему, све ЦЦоВ конфигурације су надмашиле оригинални ЦоВ, без обзира на праг покривености. Слично томе, као што смо анализирали изнад, перформансе су одређене компромисом између побољшања перформанси од смањеног копирања при писању и додатних трошкова копирања додатних страница. Када је вредност прага висока, копира се само неколико региона, што чини и могућност оптимизације и меморијски простор малим.

Када се вредност прага смањи испод 85%, меморијски отисак се повећава и настаје више трошкова. Као резултат тога, просечна пропусност ЦЦоВ варира у зависности од прага покривености, али показује побољшање перформанси до 5% у поређењу са оригиналним ЦоВ.

Са Редис и ИЦСБ радним оптерећењем, приметили смо само незнатно побољшање перформанси са ТХП-ом. То је због тога што су у радном оптерећењу приступи за писање расути по целом адресном простору процеса, а огромне странице су ефективно подељене на основне странице док се рукује ЦоВ.

Пошто Редис процес може да има само неколико огромних страница, његове перформансе су сличне перформансама основне конфигурације. Овај резултат показује да је приступ заснован на ТХП-у мање ефикасан у радним оптерећењима са интензивним писањем, а ЦЦоВ надмашује ТХП.

Да бисмо проценили тачност механизма у идентификацији региона са високом локацијом, класификовали смо разлог за механизам за генерисање копија за сваку копирану страницу. Конкретно, прикупили смо однос копираних страница од свих копираних страница. Када је однос претходне копије к%, повећавајући укупни меморијски отисак за и%, можемо израчунати однос непотребне прекопије дељењем и са к.

На пример, у конфигурацији ЦЦоВ-80, 26,9% копираних страница се копира, што повећава меморијски отисак за 6,7%. Ово имплицира да 24,9% страница пре копирања није референцирано. Табела 1 сумира прорачун. Коефицијент непотребног претходног копирања креће се од 23,4% до 35,6%, а из резултата евалуације може се закључити да предложена шема прецизно обухвата регионе високог локалитета.

5. Закључци

У овој студији смо предложили ЦЦоВ, оптимизовану шему копирања-уписивања за радна оптерећења са високом просторном локацијом. ЦЦоВ дели процесни адресни простор на регионе и процењује њихову локацију са покривеношћу.

Упис у регион високе локације наводи руковалац грешком странице да унапред копира оближње странице. Да би правилно пратио покривеност након претходног копирања, ЦЦоВ користи прљави део у табели страница. Евалуација са референтним вредностима потврдила је да предложена шема може да идентификује регионе са високом локацијом са малим трошковима, омогућавајући повећање перформанси од апликација без модификација.

Као што смо споменули, перформансе значајно опадају одмах након виљушке због огромне количине података за копирање. Тренутно радимо на управљању смањењем перформанси смањењем брзине претходног копирања и асинхроним извођењем претходног копирања. Такође планирамо да уградимо адаптивни механизам који подешава конфигурационе параметре у складу са карактеристикама тренутног радног оптерећења.

Прилози аутора: Концептуализација, МХ и С.-ХК; методологија, МЗ; софтвер, МХ; валидација, МХ и С.-ХК; формална анализа, МХ и С.-ХК; истрага, МХ, и С.-ХК; ресурси, С.-ХК; курирање података, МХ; писање-израда оригиналног нацрта, МЗ; писање-рецензија и уређивање, МХ и С.-ХК; визуализација, МХ; надзор, С.-ХК; администрација пројекта,С.-ХК; прибављање средстава, С.-ХК Сви аутори су прочитали и сложили се са објављеном верзијом рукописа.

Финансирање: Ово истраживање је подржано грантом Института за истраживање електронике и телекомуникација (ЕТРИ) који финансира корејска влада (20ЗС1310) и програмом БК21 ФОУР Националне истраживачке фондације Кореје који финансира Министарство образовања (НРФ5199991014091).

Изјава институционалног одбора за ревизију: Није применљиво.

Изјава о информисаној сагласности: Није применљиво.

Изјава о доступности података: Није применљиво.

Сукоб интереса: Аутори изјављују да нема сукоба интереса.

Референце
1. Горман, М. Разумевање Линук Виртуал Мемори Манагер-а; Прентице Халл: Уппер Саддле Ривер, Њ, САД, 2007.

2. Бовет, ДП; Цесати, М. Разумевање Линук кернела; О'Рајли: Њутн, МА, САД, 2001.

3. Лове, Р. Линук Кернел Девелопмент, 3рд ед.; Аддисон Веслеи: Бостон, МА, САД, 2010.

4. Лабс, Р. Редис. Доступно на мрежи: хттпс://гитхуб.цом/редис/редис (приступљено 7. јуна 2021.).

5. Силберсцхатз, А.; Галвин, ПБ; Гагне, Г. Концепти оперативног система; Аддисон-Веслеи Лонгман Публисхинг Цо., Инц.: Бостон, МА, САД, 2018.

6. Харрис, СЛ; Харрис, Д. Дигитални дизајн и рачунарска архитектура; Морган Кауфман: Бурлингтон, МА, САД, 2022.

7. Аби-Цхахла, Ф. Интел Цоре и7 (Нехалем): Арцхитецтуре Би АМД? Доступно на мрежи: хттпс://ввв.томсхардваре.цом/ревиевс/Интел-и7-нехалем-цпу,2041.хтмл (приступљено 18. октобра 2021.).

8. Пхам, Б.; Бхаттацхарјее, А.; Ецкерт, И.; Лох, ГХ Повећање ТЛБ досега искоришћавањем груписања у преводима страница. У Процеедингсоф 2014 ИЕЕЕ 20тх Интернатионал Симпосиум он Хигх-Перформанце Цомпутер Арцхитецтуре (ХПЦА'14), Орландо, ФЛ, УСА, 15–19 фебруар 2014; стр. 558–567.

For more information:1950477648nn@gmail.com