Використання великих сторінок пам'яті для поліпшення роботи сучасних операційних систем

П. В. Тарнавський; В. М. Білецький

doi:10.24144/2616-7700.2025.46(1).285-293

Автор(и)

П. В. Тарнавський Львівський національний університет ім. І. Франка, Україна https://orcid.org/0000-0003-3265-8168
В. М. Білецький Львівський національний університет ім. І. Франка, Україна https://orcid.org/0009-0009-3246-9894

DOI:

https://doi.org/10.24144/2616-7700.2025.46(1).285-293

Ключові слова:

оперативна пам'ять, керування пам'яттю, буфер асоціативної трансляції, великі сторінки пам'яті, фрагментація пам'яті

Анотація

Здійснено огляд сучасних технологій і викликів, пов’язаних із використанням великих сторінок пам'яті в обчислювальних системах. Розглянуто вплив великих сторінок на роботу буферів асоціативної трансляції (БАТ) та ефективність керування пам'яттю. Висвітлено основні проблеми, пов’язані з фрагментацією пам'яті, зростанням ймовірності БАТ промахів і зниженням продуктивності за високого рівня багатозадачності. Згадано сумісність великих сторінок із програмним забезпеченням та у сучасних дистрибутивах Linux.

Біографії авторів

П. В. Тарнавський, Львівський національний університет ім. І. Франка

Аспірант кафедри прикладної математики

В. М. Білецький, Львівський національний університет ім. І. Франка

Доцент кафедри прикладної математики. Кандидат фізико-математичних наук

Посилання

Basu, A., Gandhi, J., Chang, J., Hill, M. D., Swift, M. M., & Venkat, A. (2013). Efficient virtual memory for big memory servers. In Proceedings of the 40th Annual International Symposium on Computer Architecture, 41(3), 237–248. https://doi.org/10.1145/2508148.2485943
Bhattacharjee, A. (2013). Large-reach memory management unit caches. In Proceedings of the 46th Annual IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture, 383–394.
https://doi.org/10.1145/2540708.2540741
Karakostas, V., Alipour, M., Chisnall, D., Jones, T. M., & Watson, R. N. M. (2015). Redundant memory mappings for fast access to large memories. In Proceedings of the 42nd Annual International Symposium on Computer Architecture, 43(3S), 66–78. https://doi.org/10.1145/2872887.2749471
Awad, A., Kelley, K., & Falsafi, B. (09–13 September, 2017). Avoiding TLB shootdowns through self-invalidating TLB entries. In Proceedings of the 26th International Conference on Parallel Architectures and Compilation Techniques. Portland: OR, USA, 273–287. https://doi.org/10.1109/PACT.2017.29
Kwon, Y., Miedl, E., & Swift, M. M. (02 November, 2016). Coordinated and efficient huge page management with Ingens. In Proceedings of the 12th USENIX Symposium on Operating Systems Design and Implementation, 705–721. https://dl.acm.org/doi/10.5555/3026877.3026931
Panwar, A., Prasad, A., & Gopinath, K. (2018). Making huge pages actually useful. In Proceedings of the International Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems. 679–692. https://doi.org/10.1145/3173162.3173203
Corbet, J. (2009). Transparent hugepages. Retrieved from https://lwn.net/Articles/359158
Navarro, J., Iyengar, A., McKinley, K. S., & Burger, D. (2002). Practical, transparent operating system support for superpages. In Proceedings of the USENIX Symposium on Operating Systems Design and Implementation. 36(SI), 89–104. https://doi.org/10.1145/844128.844138
Evans, J. (2006). A scalable concurrent malloc(3) implementation for FreeBSD. Retrieved from https://www.bsdcan.org/2006/papers/jemalloc.pdf
Hunter, A., Schuh, S., Tarjan, D. R., & McElroy, R. (2021). Beyond malloc efficiency to fleet efficiency: A hugepage-aware memory allocator. In Proceedings of the 15th USENIX Symposium on Operating Systems Design and Implementation. https://www.usenix.org/system/files/osdi21-hunter.pdf
Choi, G., Shin, J., Kim, J., & Ryu, J. (2019). HPanal: A framework for analyzing tradeoffs of huge pages. In Proceedings of the 34th ACM/SIGAPP Symposium on Applied Computing, 1438–1443. https://doi.org/10.1145/3297280.3297425