ทีมวิศวกรจาก MIT ได้พัฒนาลำดับชั้นของหน่วยความจำเชิงวัตถุเพื่อให้ทำงานกับข้อมูลได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ในบทความเราจะเข้าใจวิธีการทำงาน
/ /PD
ดังที่ทราบกันดีว่าการเพิ่มประสิทธิภาพของ CPU สมัยใหม่ไม่ได้มาพร้อมกับเวลาแฝงที่ลดลงเมื่อเข้าถึงหน่วยความจำ ความแตกต่างของการเปลี่ยนแปลงตัวบ่งชี้ในแต่ละปีอาจสูงถึง 10 เท่า (). เป็นผลให้เกิดปัญหาคอขวดขึ้นซึ่งทำให้ไม่สามารถใช้ทรัพยากรที่มีอยู่ได้เต็มที่ และทำให้การประมวลผลข้อมูลช้าลง
ความเสียหายต่อประสิทธิภาพเกิดจากสิ่งที่เรียกว่าความล่าช้าในการบีบอัด ในบางกรณี การบีบอัดข้อมูลเพื่อเตรียมการอาจใช้เวลานานถึง 64 รอบของตัวประมวลผล
เพื่อการเปรียบเทียบ: การบวกและการคูณเลขทศนิยม ไม่เกินสิบรอบ ปัญหาคือหน่วยความจำทำงานกับบล็อกข้อมูลที่มีขนาดคงที่ และแอปพลิเคชันทำงานกับออบเจ็กต์ที่สามารถประกอบด้วยข้อมูลประเภทต่างๆ และมีขนาดแตกต่างกัน เพื่อแก้ปัญหานี้ วิศวกรที่ MIT ได้พัฒนาลำดับชั้นของหน่วยความจำเชิงวัตถุที่ปรับการประมวลผลข้อมูลให้เหมาะสม
เทคโนโลยีทำงานอย่างไร
โซลูชันนี้ใช้เทคโนโลยีสามอย่าง: Hotpads, Zippads และอัลกอริธึมการบีบอัด COCO
Hotpads เป็นลำดับชั้นที่ควบคุมด้วยซอฟต์แวร์ของหน่วยความจำที่ลงทะเบียนความเร็วสูง (). รีจิสเตอร์เหล่านี้เรียกว่าแผ่นอิเล็กโทรดและมีสามอัน - ตั้งแต่ L1 ถึง L3 โดยจะจัดเก็บออบเจ็กต์ที่มีขนาด ข้อมูลเมตา และอาร์เรย์ตัวชี้ที่แตกต่างกัน
โดยพื้นฐานแล้ว สถาปัตยกรรมเป็นระบบแคช แต่ปรับแต่งให้ทำงานกับอ็อบเจ็กต์ได้ ระดับของแผ่นรองที่วัตถุนั้นขึ้นอยู่กับความถี่ในการใช้งาน หากระดับใดระดับหนึ่ง "ล้น" ระบบจะเริ่มกลไกที่คล้ายกับ "ผู้รวบรวมขยะ" ในภาษา Java หรือ Go โดยจะวิเคราะห์ว่าวัตถุใดถูกใช้บ่อยน้อยกว่าวัตถุอื่นๆ และย้ายวัตถุเหล่านั้นระหว่างระดับต่างๆ โดยอัตโนมัติ
Zippads ทำงานบน Hotpads - จัดเก็บและยกเลิกการเก็บข้อมูลที่เข้าหรือออกจากลำดับชั้นสองระดับสุดท้าย - แพด L3 และหน่วยความจำหลัก แผ่นแรกและแผ่นที่สองเก็บข้อมูลไม่เปลี่ยนแปลง
Zippads บีบอัดวัตถุที่มีขนาดไม่เกิน 128 ไบต์ วัตถุขนาดใหญ่จะถูกแบ่งออกเป็นส่วนต่างๆ ซึ่งจากนั้นจะถูกวางไว้ในส่วนต่างๆ ของหน่วยความจำ ตามที่นักพัฒนาเขียนไว้ วิธีการนี้จะเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์ของหน่วยความจำที่ใช้อย่างมีประสิทธิภาพ
ในการบีบอัดวัตถุจะใช้อัลกอริธึม COCO (Cross-Object Compression) ซึ่งเราจะหารือในภายหลังแม้ว่าระบบจะสามารถทำงานได้ก็ตาม หรือ . อัลกอริธึม COCO เป็นประเภทของการบีบอัดแบบดิฟเฟอเรนเชียล (). มันเปรียบเทียบวัตถุกับ "ฐาน" และลบบิตที่ซ้ำกัน - ดูแผนภาพด้านล่าง:
ตามที่วิศวกรจาก MIT ระบุว่าลำดับชั้นของหน่วยความจำเชิงวัตถุมีประสิทธิภาพมากกว่าวิธีแบบคลาสสิกถึง 17% การออกแบบมีความใกล้เคียงกับสถาปัตยกรรมของแอปพลิเคชันสมัยใหม่มากขึ้น ดังนั้นวิธีการใหม่จึงมีศักยภาพ
คาดว่าบริษัทที่ทำงานกับข้อมูลขนาดใหญ่และอัลกอริธึมการเรียนรู้ของเครื่องจะเริ่มใช้เทคโนโลยีนี้ก่อน ทิศทางที่เป็นไปได้อีกประการหนึ่งคือแพลตฟอร์มคลาวด์ ผู้ให้บริการ IaaS จะสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นกับเวอร์ช่วลไลเซชั่น ระบบจัดเก็บข้อมูล และทรัพยากรการประมวลผล
แหล่งข้อมูลเพิ่มเติมและแหล่งข้อมูลเพิ่มเติมของเรา:
ที่มา: will.com