HEAL DSpace

Δυναμική ανακατανομή μεγάλων σελίδων μνήμης για δίκαιη κατανομή πόρων και επιβολή προτεραιοτήτων

DSpace/Manakin Repository

Show simple item record

dc.contributor.author Τσαπραλής, Θωμάς el
dc.contributor.author Tsapralis, Thomas en
dc.date.accessioned 2020-12-23T20:40:49Z
dc.date.available 2020-12-23T20:40:49Z
dc.identifier.uri https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/52678
dc.identifier.uri http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.20376
dc.rights Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα *
dc.rights Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση 3.0 Ελλάδα *
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/gr/ *
dc.subject Εικονική μνήμη el
dc.subject Μεγάλες σελίδες el
dc.subject Διαχείριση μνήμης el
dc.subject Αναδιανομή el
dc.subject Virtual memory en
dc.subject Huge pages en
dc.subject Memory management en
dc.subject Redistribution en
dc.subject Ingens en
dc.title Δυναμική ανακατανομή μεγάλων σελίδων μνήμης για δίκαιη κατανομή πόρων και επιβολή προτεραιοτήτων el
heal.type bachelorThesis
heal.generalDescription This diploma thesis is written in english as well en
heal.classification Λειτουργικά συστήματα el
heal.classification Operating systems en
heal.language el
heal.access free
heal.recordProvider ntua el
heal.publicationDate 2019-10-07
heal.abstract Οι σύγχρονοι υπολογιστές χρειάζονται περισσότερη RAM καθώς οι διεργασίες σήμερα τείνουν να έχουν μεγάλο αποτύπωμα μνήμης. Οι ολοένα και μεγαλύτερες χωρητικότητες μνήμης όμως, οδήγησαν και σε αυξημένα κόστη μετάφρασης των εικονικών διευθύνσεων. Για την αντιμετώπιση αυτού του προβλήματος, οι κατασκευαστές υλικού παρείχαν στα TLB τη δυνατότητα να υποστηρίζουν χιλιάδες εγγραφές για μεγάλα μεγέθη σελίδων (ή όπως ονομάζονται μεγάλες σελίδες). Οπότε η ευθύνη για την μείωση του κόστους μετάφρασης των διευθύνσεων πέρασε από το υλικό στο εκάστοτε λογισμικό. Το Ingens είναι ένας πρόσφατος μηχανισμός που διαχειρίζεται τις μεγάλες σελίδες με τρόπο συντονισμένο και χωρίς να χρειάζεται την παρέμβαση του χρήστη. Αντιμετωπίζοντας την συνοχή της μνήμης ως πόρο που πρέπει να διανεμηθεί σε όλες τις διεργασίες και παρακολουθώντας την χρήση και την συχνότητα των σελίδων της μνήμης, το Ingens είναι σε θέση να εξαλείψει μία σειρά από παθολογίες δίκαιης συμπεριφοράς και απόδοσης, ενδημικές στην τρέχουσα υποστήριξη των μεγάλων σελίδων. Στην τρέχουσα διπλωματική εργασία αποδεικνύουμε ότι η αδυναμία του Ingens να ανακτήσει τις μεγάλες σελίδες, μπορεί να οδηγήσει, σε ορισμένα σενάρια, σε άδικη κατανομή των μεγάλων σελίδων του συστήματος. Στην συνέχεια δείχνουμε πως αυτή η άδικη κατανομή μπορεί να οδηγήσει και σε διαφορές στην απόδοση. Λαμβάνοντας υπόψιν το γεγονός ότι σε μερικές περιπτώσεις οι αδικίες στην απόδοση είναι μη αποδεκτές (π.χ. σενάρια παροχής cloud υπηρεσιών, όπου ο πάροχος παρέχει στους πελάτες του εικονικές μηχανές του ίδιου τύπου), σχεδιάσαμε και υλοποιήσαμε έναν μηχανισμό ανακατανομής μεγάλων σελίδων, ονόματι HPRM (συντομογραφία της αγγλικής φράσης Huge Page Redistribution Mechanism), o οποίος διορθώνει το ελάττωμα του Ingens. Επικυρώσαμε την λειτουργία του HPRM ποσοτικοποιώντας το βαθμό στον οποίο μπορεί να μειώσει την αδικία που υπάρχει στο σύστημα σε σύγκρισή με την προεπιλεγμένη εκδοχή του Ingens. Τέλος, συγκρίναμε την απόδοση εφαρμογών όταν αυτές έτρεχαν σε Ingens με HPRM και σε προεπιλεγμένο Ingens. el
heal.abstract Modern computing is hungry for RAM, with today's workloads that tend to have large memory footprints. Increased memory capacities have led to increased translation overheads as well. In response, hardware manufacturers provided TLBs, with thousand of entries for large page sizes (called huge pages). It was then the system software's responsibility to take advantage of such changes. Ingens is a recently proposed framework that provides transparent huge page support in a principled, coordinated way. By treating memory contiguity as a resource that has to be shared across processes and by tracking utilization and access frequency of memory pages, Ingens is able to eliminate a number of fairness and performance pathologies endemic to current huge page support. In this diploma thesis we demonstrate that Ingens' inability to reclaim huge pages could lead, in certain scenarios, to an unfair distribution of the system's available huge pages. We then show how this unfair distribution could lead to differences in performance. Motivated by the fact that in some cases (e.g. cloud provider scenarios with purchased VM instances) unfairness is unacceptable we designed and implemented a huge page redistribution mechanism, or HPRM, that corrects Ingens' shortcoming. We validated HPRM's functionality by quantifying the degree to which it is able to decrease the system's unfairness when compared to default Ingens'. We also evaluated how HPRM affected performance relative to default Ingens. en
heal.advisorName Κοζύρης, Νεκτάριος el
heal.committeeMemberName Κοζύρης, Νεκτάριος el
heal.committeeMemberName Γκούμας, Γεώργιος el
heal.committeeMemberName Πνευματικάτος, Διονύσιος el
heal.academicPublisher Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Τεχνολογίας Πληροφορικής και Υπολογιστών el
heal.academicPublisherID ntua
heal.numberOfPages 71 σ. el
heal.fullTextAvailability false
heal.fullTextAvailability false


Files in this item

The following license files are associated with this item:

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα Except where otherwise noted, this item's license is described as Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα