ارايه يك سازوكار سطح كاربر براي مديريت توده صفحات بزرگ در كاربرد‌هاي محاسبات با كارآمدي بالا

كارشناسي ارشد

كاربردهاي محاسبات با كارآمدي بالا نياز به دسترسي مكرر به حافظه دارند كه باعث ميشود درخواستهاي زيادي براي تخصيص و آزادسازي بلوكهاي حافظه داشته باشند. بهرهمندي از صفحات كوچك حافظه در سيستمعامل باعث افزايش هزينه دسترسي به حافظه ميشود، زيرا باعث كاهش بهرهوري جدول ميانگير ترجمه آدرس ميشوند و همچنين بايد براي دريافت و آزادسازي حافظه مجازي فراخوانيهاي سيستمي بيشتري به هسته ارسال شود. استفاده از صفحات بزرگ حافظه سختافزاري براي رفع اين چالشها در كاربردهايي كه نياز حافظه زيادي دارند، ضروري است. براي دستيابي به كارايي بالا در اين نوع كاربردها، مدير توده در زمان اجرا بايد به نحوي صفحات بزرگ دريافت شده از سيستمعامل را مديريت كند كه در كوتاهترين زمان ممكن بتواند به درخواستهاي تخصيص حافظه با اندازههاي مختلف پاسخ دهد. علاوه بر اين، دسترسي همه ريسمانها به صفحات بزرگ مشترك نبايد باعث بلوكه شدن ريسمانها شود. در اين پاياننامه چالشهاي موجود براي صفحات بزرگ در مديران توده بررسي و براي رفع آن چالشها يك مدير توده به نام HuMalloc ارائه شده است. حافظه توده از طريق سه مولفه پساني، ليست آزاد مركزي، و پيشاني مديريت ميشود. مولفه پساني وظيفه ارتباط با هسته سيستمعامل، مولفه ليست آزاد مركزي بلوكهاي حافظه را بين ريسمانها به اشتراك ميگذارد و مولفه پيشاني مسئول نهانسازي بلوكهاي آزادشده براي هر ريسمان را بر عهده دارند. همچنين سازوكاري جهت شكست صفحات بزرگ به واحدهاي با اندازه ثابت در اين لايه ارائه شده است. مدير توده پيشنهادي با مديران توده ديگري كه از قابليت صفحات بزرگ پشتيباني ميكنند از جنبههاي سرعت، مقياسپذيري، الگوي توليدكننده-مصرفكننده، و مصرف حافظه مقايسه شدند. مدير توده پيشنهادي با اجراي سه محك و كاربرد SchedSim كه يك شبيهسازي مشابه كاربردهاي HPC مبتني بر SimGrid است، با مديران توده ديگر مقايسه شد. در مقايسه HuMalloc با مديران توده MiMalloc ،TcMalloc و RpMalloc در محكها به ترتيب 26، 145 و 166 درصد بهبود كارايي ديده شد. همچنين در اجرا كاربرد SchedSim در شرايط اجراي مختلف مدير توده HuMalloc تا 24 درصد كارآمدي بيشتري نسبت به TcMalloc داشت.

210781

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي كامپيوتر

دكتر محسن شريفي