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A Software-based NVM Emulator Supporting Read/Write Asymmetric Latencies Um emulador NVM baseado em software que suporta latências assimétricas de leitura/gravação

Atsushi KOSHIBA, Takahiro HIROFUCHI, Ryousei TAKANO, Mitaro NAMIKI

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Resumo:

A memória não volátil (NVM) é uma tecnologia promissora para memória principal de computadores de baixo consumo de energia e alta capacidade. As características dos dispositivos NVM, entretanto, tendem a ser fundamentalmente diferentes daquelas da DRAM (isto é, o dispositivo de memória atualmente usado para a memória principal), devido às diferenças nos princípios das células de memória. Normalmente, a latência de gravação de um dispositivo NVM como PCM e ReRAM é muito maior do que a latência de leitura. A assimetria nas latências de leitura/gravação provavelmente afeta significativamente o desempenho dos aplicativos. Para analisar o comportamento de aplicações executadas em memória principal baseada em NVM, a maioria dos pesquisadores utiliza ferramentas de emulação baseadas em software devido ao número limitado de produtos NVM comerciais. No entanto, essas ferramentas de emulação existentes são muito lentas para emular uma carga de trabalho realista e em grande escala ou muito simplistas para investigar os detalhes do comportamento do aplicativo no NVM com latências assimétricas de leitura/gravação. Este artigo, portanto, propõe um novo mecanismo de emulação NVM que não é apenas leve, mas também ciente de uma lacuna de latência de leitura/gravação na memória principal baseada em NVM. Implementamos o protótipo do mecanismo proposto para os processadores Intel CPU da arquitetura Haswell. Também avaliamos sua precisão e realizamos estudos de caso para benchmarks práticos. Os resultados mostraram que nosso protótipo emulou com precisão as latências de gravação da memória principal baseada em NVM: ele emulou as latências de gravação NVM em uma faixa de 200 ns a 1000 ns com erros insignificantes de 0.2% a 1.1%. Confirmamos que o uso de nosso emulador nos permitiu estimar com êxito o desempenho de cargas de trabalho práticas para memória principal baseada em NVM, enquanto um modelo de emulação leve existente foi mal estimado.

Publicação
IEICE TRANSACTIONS on Information Vol.E102-D No.12 pp.2377-2388
Data de publicação
2019/12/01
Publicitada
2019/07/06
ISSN online
1745-1361
DOI
10.1587/transinf.2019PAP0018
Tipo de Manuscrito
Special Section PAPER (Special Section on Parallel and Distributed Computing and Networking)
Categoria
Computer System

autores

Atsushi KOSHIBA
  RIKEN Center for Computational Science
Takahiro HIROFUCHI
  National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)
Ryousei TAKANO
  National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)
Mitaro NAMIKI
  Tokyo University of Agriculture and Technology

Palavra-chave