CCoW: Hagræðing afrita-í-skrifa með hliðsjón af staðbundinni staðsetningu í vinnuálagi 2. hluti

Lítil síðustærð getur verið erfið þar sem kerfin verða fær um að meðhöndla mikið magn af líkamlegu minni. Með stigveldisskipulagi síðutöflunnar krefst hver sýndar heimilisfangsþýðing margra minnisaðganga, einn fyrir hvert síðutöflustig, sem er óviðunandi.

Þegar fólk eldist minnkar minnið smám saman. Hins vegar er líkamlegt minni ekki einn af þeim þáttum sem hafa bein áhrif á minnið okkar. Minni tengist styrkleika tenginga milli taugafrumna í heila, heilsu heilans og hversu oft minnið er notað.

Í heila okkar eru taugafrumur tengdar með taugamótum. Þessar taugamót hvetja okkur til að geyma og sækja upplýsingar. Hins vegar, þegar við eldumst, minnka þessar synaptic tengingar, sem veldur því að minnið okkar versnar. Þetta er ekki vegna þess að líkamlegt minni okkar er skert, heldur vegna þess að heilinn er að gangast undir ákveðnar breytingar sem hafa áhrif á getu okkar.

Hins vegar getur það hjálpað okkur að viðhalda góðum minningum með því að nota heilann. Heilinn þarf hreyfingu, rétt eins og líkaminn, hann þarf tómstundir og hreyfingu til að halda heilsu. Að þróa góðar hugsunarvenjur mun hjálpa heila þínum heilsu og skilvirkni. Til dæmis getur það bætt gæði og skilvirkni heilans að læra nýja hluti, nota minnistækni, leika rökréttar þrautir osfrv.

Þess vegna er líkamlegt minni einfaldlega sú geymslugeta sem heilanum er tiltæk. Minning okkar er nátengd mörkum þess sem heilinn getur áorkað. Með því að æfa heilann stöðugt getum við gert minnið varanlegra og viðhaldið því á háu stigi. Til að bæta minni ættum við að einbeita okkur að því að æfa heilann á meðan við viðhaldum jákvæðu viðhorfi og góðum heilsuvenjum. Það má sjá að við þurfum að bæta minni og Cistanche deserticola getur bætt minnið verulega, því Cistanche deserticola hefur andoxunar-, bólgueyðandi og öldrunaráhrif, sem geta hjálpað til við að draga úr oxun og bólguviðbrögðum í heilanum og vernda þar með heilsu taugakerfisins. Að auki getur Cistanche deserticola einnig stuðlað að vexti og viðgerð taugafrumna og þannig aukið tengsl og virkni tauganeta. Þessi áhrif geta hjálpað til við að bæta minni, nám og hugsunarhraða og geta einnig komið í veg fyrir þróun vitsmunalegrar truflunar og taugahrörnunarsjúkdóma.

Smelltu vita leiðir til að bæta heilastarfsemi

Til að draga úr háum kostnaði við sýndar- yfir í líkamlega heimilisfangsþýðingu, eru margir nútímaarkitektúrar með skyndiminni fyrir heimilisfangaþýðingu. TheMMU geymir nokkrar nýlegar þýðingarniðurstöður í vélbúnaðarrökfræði sem kallast translationlook-aside buffer, einnig þekkt sem TLB.

Venjulega geta TLB nútíma byggingarlistar haldið um 500 til 2000 færslur [6,7]. Færslurnar eru verðtryggðar eftir vélbúnaði þannig að örgjörvakjarninn getur flett upp þýðingunni mjög fljótt. Með því að nýta staðsetningu minnistilvísana er hægt að framkvæma margar heimilisfangaþýðingar án þess að ganga í gegnum síðutöfluna (vísað til sem TLB hit).

Þar sem minnisfótspor fyrir minnisfrek forrit vex hratt, eykst fjöldi sýndar- til líkamlegrar síðukorta fyrir ferli líka. Hins vegar, vegna takmarkana á vélbúnaði, getur fjöldi TLB-færslna ekki fylgst með hröðum vexti minnisfótspora forrita. Þannig eykst TLB-missirtíðni, sem veldur flöskuhálsum í frammistöðu minnisfrekra forrita [8-11].

Til að vinna bug á þessari takmörkun styðja sumir arkitektúr viðbótarsíðustærðir stærri en stærð 4 KB grunnsíður. Til dæmis styður nútíma Intel arkitektúr 2 MB og 1 GB blaðsíðustærð [7]. Með svo risastórri síðustærð getur ein þýðing á heimilisfangi náð yfir breiðari vistfangasvið, og í raun aukið umfjöllunina sem TLB getur veitt með sama fjölda færslum.

Til dæmis getur kerfi með 1024 TLB færslum og 4 KB grunnsíðustærð veitt 4 MB TLB þekju, en sami fjöldi færslur með 1 GB risastórum síðum veitir 1 TB umfang. Linux notar risastóru síðuna í formi gagnsæra risasíðu (THPs). Eins og nafnið gefur til kynna veitir Linux óbeint notendaferlum risastórar síður þegar mögulegt er.

Ef THP er ekki virkt, úthlutar Linux minni til ferla í 4 KB grunnsíðueiningunni. Ef THP er virkt reynir Linux að úthluta risastórri síðu (2 MB að stærð) í stað grunnsíðunnar, sem gerir grófkorna síðukortlagningu kleift. Þessi mikli nákvæmni gerir kleift að deila síðu á skilvirkan hátt milli foreldra og barna ferla í gegnum gaffalinn. Ef stór síðuúthlutun er ekki framkvæmanleg í augnablikinu, fellur Linux aftur til grunnsíðuúthlutunar. Linux skannar reglulega veffangarými til að finna grunnsíður og sameina þær í risastórar síður.

Það hafa verið rannsóknir sem reyna að kynna risastórar síður fyrir frammistöðu en hylja galla þeirra frekar. Ingens [12,13] leggur til að undirbúa risastórar síður ósamstilltur af mikilvægu leiðinni.

Hawkeye [14] kynnir gríðarstórt síðukynningarkerfi sem byggir á minnisaðgangsmynstri til að hámarka afköst með lágmarksfjölda risastórra síðukynninga. Zhu o.fl. [15] Alhæfa ferlið við að nota risastórar síður og fínstilla líftíma risastórra síðna. Part o.fl. [16] leyfa göt á risastórum síðum, sem veitir sveigjanleika í minnisstjórnun með risastórum síðum.

Hin risastóra síða er hins vegar tvíblaða sverð. Vegna aukinnar stærðar stjórnunareininga þjáist síðuúthlutun af innri sundrungu. Ef úthlutað vistfangasvið er minna en stór síðustærð er ekki hægt að nýta restina af síðunni og fara í sóun. Þessi svokallaða minnisbólga getur dregið verulega úr minnisnotkun á kerfum með risastórar síður [12–17].

Aukin síðustærð getur einnig haft neikvæð áhrif á frammistöðu forritsins. Nútíma stýrikerfi nota afrita-í-skrifa kerfið mikið til að deila minni á skilvirkan hátt á milli ferla. CoW er hins vegar aðeins unnin með grunnsíðukornleika.

Þannig að til að meðhöndla CoW á risastórri síðu er risastóru síðunni skipt í grunnsíður og aðeins gallaða síðan er afrituð. Það tekur töluverðan tíma að brjóta risastórar síður, sem leiðir til hlés meðhöndlunar á löngum síðuvillum. Í þessum skilningi mæla sum forrit, jafnvel minnisfrek, ekki að nota risastórar síður fyrir stöðugan árangur og minnisnýtingu [4,18].

Almennt séð eru svið heimilisfangarýmis í vinnsluaðfangarýminu þar sem allar síðurnar á sviðinu hafa sömu heimildir og eiginleika. Fyrir stjórnun nota nútíma stýrikerfi venjulega hugtakið „sýndarminnissvæði (VMA)“ til að tákna slík svið heimilisfangarýmis. Við getum flokkað síðurnar í veffangarýminu eftir uppruna þeirra.

Sumar síður er hægt að hlaða úr afritaskrá á aukageymslunni, sem vísað er til sem 'skráastuddar síður'. Á meðan sumar síður eru kraftmikil byggðar án stuðningsgagna. Síðurnar fyrir stafla og hrúgu eru í þessu tilfelli, svokallaðar 'nafnlausar síður'.

2.2. Fork og Copy-on-Write

Fork er eitt af POSIX stöðluðu kerfisköllunum til að búa til nýtt ferli. Þegar ferli kallar fram gafflakerfiskallið er nýtt ferli búið til sem undirlag hringingarferlisins.

Undir hettunni býr stýrikerfið til barnaferlið með því að afrita allt heimilisfang hringingarferlisins. Þetta felur í sér að undirferlið ætti að byrja með sömu gögnum og foreldraferlið.

Til að takast á við fjölföldun heimilisfangarýmisins á skilvirkan hátt nota flest nútíma stýrikerfi CoW-tækni (copy-on-write). Til að afrita heimilisfang foreldris afritar stýrikerfið ekki hverja síðu. Þess í stað er blaðsíðutafla undirferlisins smíðuð með því að afrita blaðsíðutöflu yfirferlisins.

Þetta gerir í raun sameiginlega kortlagningu á heimilisfangsrými foreldris. Þegar samnýtt kortlagning er gerð fellur skrifheimildin fyrir hverja síðu niður með því að hreinsa leyfisbitann í samsvarandi PTE.

Eftir að hafa afritað kortlagninguna geta bæði foreldri og barn lesið sameiginlegu síðurnar sem sínar síður. Þegar eitt af ferlunum gerir skrifaðgang að síðu kveikir MMU, vegna skorts á skrifheimildum, síðuvillu. Í síðubilunarmeðhöndluninni úthlutar stýrikerfið nýja síðu, afritar upprunalegu síðuna og uppfærir samsvarandi síðukortlagningu á ferli sem veldur bilun með skriflegu leyfi.

Á þessum tímapunkti geta foreldri og barn haft mismunandi gögn á sama sýndarvistfangi. Þessi afritunar-í-skrifa búnaður er mikið notaður sem grundvallar lykilbúnaður til að átta sig á mörgum eiginleikum sýndarminni. Nánar tiltekið, lestur á óuppstilltum haugsvæðum er venjulega meðhöndlað með sameiginlegri kortlagningu á núllsíðu, sem er sérstök síða sem inniheldur öll núll.

Kernel same-page sameining (KSM) er aðferðin við að afrita sömu síður í kerfinu. Stýrikerfið skannar síðurnar í kerfinu til að bera kennsl á síður með sömu gögnum. Þegar slíkar síður finnast endurheimtir stýrikerfið allar síðurnar nema eina og uppfærir samsvarandi síðutöflur til að deila síðunni sem eftir er.

Í vinnslunni er skrifheimildin felld niður þannig að síðari skrifaðgangur að síðunni er auðkenndur og afritaður. Með mikilli skilvirkni afrita-í-skrifa verður ferligerð skilvirk og sum gagnafrekk forrit nýta þennan kost til að búa til gagnaafrit .

The Redis, ein af vinsælustu lykilgildum verslunarþjónustu í minni [4], er eitt slíkt tilfelli [19]. Redisis hannað til að halda gögnunum fyrst og fremst í minni til að veita mikla afköst og litla biðtíma.

Hins vegar krefjast sum forrit þrautseigju geymdra gagna og endurbætir hönnun í minni með gaffli. Redis beitir beiðnum á heimleið eingöngu á minnisvísitöluna og gagnaskipulagið og kallar reglulega á gaffalkerfiskallið. Þetta býr til á áhrifaríkan hátt undirferli með afrituðu minnisinnihaldi upprunalega endurvinnsluferlisins, og köllunarferlið (þ.e. upprunalega ferlið) heldur áfram að vinna úr beiðnum innanlands.

Barnaferlið afvegar framkvæmd þess; með því að nota núverandi minnisinnihald sem skyndimynd, serializes gagnauppbygging í minni í skrár og tryggir þar með viðvarandi skyndimynd í minni. Eftir að skyndimyndin hefur verið skoluð lýkur barnaferlinu.

Upprunalegt ferli getur gert aðra skyndimynd á sama hátt og við kerfishrun er hægt að endurheimta Redis með því að lesa síðustu skyndimyndina. Þó gafflinn sé ómetanlegt kerfiskall hefur kostnaður hans verið gagnrýndur.

Baumann o.fl. [20] greindi gaffalinn og komst að því að gaffalinn veldur afköstum í nútímalegum forritum. Til dæmis, eftir því sem nútímaforrit verða flóknari, ætti stýrikerfið að íhuga um það bil 25 sértilvik til að hefja vinnslu gaffalkerfiskallsins til að vera í samræmi við POSIX forskriftina. Þeir tóku saman vandamál gafflakerfiskallsins og lögðu til eiginleika sem gaffalkerfiskallið ætti að hafa fyrir nútímatölvu.

Þeir bjóða einnig upp á aðrar leiðir til að skipta um gaffalinn. Zhao o.fl. [19] benti á að gaffalútfærslan í núverandi kerfum er óhagkvæm þar sem forrit með mikið minnisfótspor þurfa langan tíma til að setja upp blaðsíðutöfluna. Sem lausn, almenntuðu þeir afrita-í-skrifa tæknina þannig að blaðsíðutaflan er afrituð á skrifum og venjulegum síðum.

For more information:1950477648nn@gmail.com