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NUMA架构内多个节点间访存延时平衡的内存分配策略  
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【英文篇名】 A Memory Allocation Policy for the Balance of Access Latency Among Multiple Memory Nodes in NUMA Architecture
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【作者】 李慧娟; 栾钟治; 王辉; 杨海龙; 钱德沛;
【英文作者】 LI Hui-Juan; LUAN Zhong-Zhi; WANG Hui; YANG Hai-Long; QIAN De-Pei; Sino-German Joint Software Institute; School of Computer Science and Engineering; Beihang University;
【作者单位】 北京航空航天大学计算机学院中德联合软件研究所;
【文献出处】 计算机学报 , Chinese Journal of Computers, 编辑部邮箱 2017年 09期  
期刊荣誉:中文核心期刊要目总览  ASPT来源刊  中国期刊方阵  CJFD收录刊
【中文关键词】 NUMA架构; 内存分配策略; 访存延时; 访存延时感知; 访存延时平衡;
【英文关键词】 Non-Uniform Memory Access architecture; memory allocation policy; memory access latency; awareness of memory access latency; the balance of memory access latency;
【摘要】 随着多核架构的发展和普及,NUMA多核架构凭借其本地访存低延时的优势,被各大商业数据中心以及科学计算集群广泛采用.NUMA架构通过增加多个内存控制器,缓解了多核架构下对同一个内存控制器的争用问题,但同时也增加了内存管理的负担.Linux的系统开发者为了实现充分利用NUMA本地访存低延时的特点,在为进程分配内存时,选择进程当前正在运行的NUMA节点作为分配内存的目标节点.这种分配会导致进/线程之间共享内存的不公平.例如,一个在当前本地节点被分配很多内存的进程,可能被调度到远端节点运行,这样会导致进程的性能波动.针对这一问题,该文设计了一种保证NUMA架构内各内存节点间访存延时平衡的内存分配策略,并在Linux系统中实现和验证.延时的获取方法依赖平台,但是系统内核的策略是通用的.实验结果表明,与Linux默认的内存分配策略相比,进/线程间的不公平性平均降低了16%(最多34%),并且各进/线程的性能没有较大抖动.
【英文摘要】 Non-uniform memory access(NUMA)is a computer memory design used in multiprocessing,where the memory access time depends on the memory location relative to the processor.Modern data centers and the scientific computing clusters widely adapt the NUMA architecture due to its low latency of local memory accessing,which is achieved by partitioning the whole memory into multiple nodes and each memory node is connected to a processors' memory controller.However,this partitioning make the memory management much com...
【基金】 国家“八六三”高技术研究发展计划项目基金(2012AA01A302); 国家自然科学基金(61133004,61361126011,61502019,91530324)资助~~
【更新日期】 2017-09-26
【分类号】 TP333.1
【正文快照】 1引言 现代数据中心、科学计算集群以及云架构普遍采用多核架构作为基础平台设施.多核架构凭借可扩展的计算资源提高了计算能力,然而内存一直是限制整体性能的瓶颈.主要表现有:有限的内存容量、有限的内存带宽和内存控制器的争用.虽然内存的容量已经足够大,但是相对于片上多核

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