Si funksionon kompresimi në arkitekturën e kujtesës orientuar nga objektet

Ekipa e inxhinierëve nga MIT zhvilloi një hierarki objektesh të orientuar në memorie për një punë më efikase me të dhënat. Në artikull, shqyrtojmë si është ndërtuar ajo.

/ PxHere / PD

Siç dihet, rritja e performancës së CPU-ve moderne nuk shoqërohet me një ulje të ngjashme të vonesës gjatë aksesit në memorie. Dallimi në ndryshimin e treguesve nga viti në vit mund të arrijë deri në 10 herë (PDF, fq.3). Si rezultat, shfaqet një shishe qafe që nuk lejon përdorimin e plotë të burimeve të disponueshme dhe ngadalëson përpunimin e të dhënave.

Dëmi në performancë shkaktohet nga ajo që quhet vonesa e dekompresimit. Në disa raste, përgatitja e dekompresimit të të dhënave mund të marrë deri në 64 cikle procesori.

Për krahasim: mbledhja dhe shumëzimi i numrave me pikë lundruese zënë jo më shumë se dhjetë cikle. Problemi është se memoria punon me blloqe të dhënash me përmasë fikse, ndërsa aplikacionet operojnë me objekte që mund të përmbajnë lloje të ndryshme të të dhënave dhe të dallohet nga njëra-tjetra në madhësi. Për të zgjidhur problemin, inxhinierët e MIT zhvilluan një hierarki memorjeje orientuar ndaj objekteve, e cila optimizon përpunimin e të dhënave.

Si funksionon teknologjia

Në bazë të zgjidhjes janë tri teknologji: Hotpads, Zippads dhe algoritmi i kompresimit COCO.

Hotpads është një hierarki e memorie regjistrash të menaxhuar nga softueri (scratchpad). Këto regjistra quhen pads dhe ka tre prej tyre — nga L1 në L3. Në to ruhen objekte të ndryshme përmasash, metadatat dhe vargjet e treguesve.

Në thelb, arkitektura përfaqëson një sistem cachesh, por të orientuar për të punuar me objekte. Niveli i padit ku ndodhet objekti varet nga sa shpesh përdoret. Nëse një nga nivelet «mbushet», sistemi aktivizon një mekanizëm të ngjashëm me «mbledhësit e mbetjeve» në gjuhët Java ose Go. Ai analizon cilat objekte përdoren më pak se të tjerat dhe automatikisht i zhvendos ato midis niveleve.

Zippads punon mbi bazën e Hotpads - arkivon dhe dezherkon të dhëna që hyjnë ose dalin nga dy nivelet e fundit të hierarkisë - padi L3 dhe memorien kryesore. Në padat e para dhe të dyta, të dhënat ruhen në formë të pandryshuar.

Zippads tkurr objekte që nuk i tejkalojnë 128 byte. Objekte më të mëdha ndahen në pjesë, të cilat më pas vendosen në zona të ndryshme të memories. Siç thonë zhvilluesit, ky qasje rrit koeficientin e memorie së përdorur efektivisht.

Për tkurrjen e objekteve aplikohet algoritmi COCO (Cross-Object COmpression), për të cilin do të flasim më tej, edhe pse sistemi është i aftë të punojë edhe me Base-Delta-Immediate ose FPC. Algoritmi COCO është një formë e tkurrjes diferenciale (differential compression). Ai krahason objektet me "bazat" dhe heq bitët e përsëritur - shih skemën më poshtë:

Sipas inxhinierëve nga MIT, hierarkia e tyre objekt-orientuese e memories është 17% më efikase se qasjet tradicionale. Ajo është shumë më afër arkitekturës së aplikacioneve moderne, prandaj metoda e re ka potencial.

Pritet e paraqitet që teknologjitë do të fillojnë t'i përdorin fillimisht kompanitë që punojnë me të dhëna të mëdha dhe algoritme të mësimit të makinerive. Një drejtim tjetër potencial është platformat cloud. Ofruesit e IaaS do të kenë mundësi të punojnë më efikas me virtualizimin, sistemet e ruajtjes së të dhënave dhe resurset llogaritëse.

Burimet dhe burimet tona shtesë:

«Si ndërtuam IaaS»: materiale mbi punën e 1cloud

Evolucioni i arkitekturës cloud 1cloud
Shërbimi i ruajtjes objektive në 1cloud

Sulmet potenciale ndaj HTTPS dhe mënyrat për t'u mbrojtur nga to
Si i ngjajnë dhe si ndryshojnë qasjet e Continuous Delivery dhe Continuous Integration
Si të mbrojmë një server në internet: përvoja e 1cloud

Burimi: habr.com