"Montamos memoria no volátil en un prototipo de placa de sistema y creamos un sistema operativo para verificar la efectividad de LightPC", dijo el profesor Myoungsoo Jung. El equipo confirmó que LightPC validó su ejecución mientras se encendía y apagaba en medio de la ejecución, mostrando hasta ocho veces más memoria, una ejecución de aplicaciones 4,3 veces más rápida y un 73 % menos de consumo de energía en comparación con los sistemas tradicionales.
El profesor Jung dijo que LightPC se puede utilizar en una variedad de campos, como centros de datos y computación de alto rendimiento para proporcionar memoria de gran capacidad, alto rendimiento, bajo consumo de energía y confiabilidad del servicio.
En general, las fallas de energía en los sistemas heredados pueden provocar la pérdida de datos almacenados en la memoria principal basada en DRAM. A diferencia de la memoria volátil como DRAM, la memoria no volátil puede retener sus datos sin energía. Aunque la memoria no volátil tiene las características de menor consumo de energía y mayor capacidad que la DRAM, la memoria no volátil generalmente se usa para la tarea de almacenamiento secundario debido a su menor rendimiento de escritura. Por esta razón, la memoria no volátil se usa a menudo con DRAM. Sin embargo, los sistemas modernos que emplean memoria principal basada en memoria no volátil experimentan una degradación inesperada del rendimiento debido a la complicada microarquitectura de la memoria.
Para permitir que tanto los datos como la ejecución sean persistentes en los sistemas heredados, es necesario transferir los datos de la memoria volátil a la memoria no volátil. Los puntos de control son una posible solución. Transfiere periódicamente los datos en preparación para un corte de energía repentino. Si bien esta tecnología es esencial para garantizar una alta movilidad y confiabilidad para los usuarios, los puntos de control también tienen inconvenientes fatales. Se necesita más tiempo y energía para mover datos y requiere un proceso de recuperación de datos, así como reiniciar el sistema.
Para abordar estos problemas, el equipo de investigación desarrolló un procesador y un controlador de memoria para aumentar el rendimiento de la memoria de solo memoria no volátil. LightPC iguala el rendimiento de la DRAM al minimizar los componentes internos de la memoria volátil de la memoria no volátil, exponiendo los medios de la memoria no volátil (PRAM) al host y aumentando el paralelismo para atender las solicitudes sobre la marcha tan pronto como sea posible.
El equipo también presentó la tecnología del sistema operativo que rápidamente hace que los estados de ejecución de los procesos en ejecución sean persistentes sin necesidad de un proceso de puntos de control. El sistema operativo evita todas las modificaciones en los estados de ejecución y los datos al mantener inactivas todas las ejecuciones del programa antes de transferir los datos para respaldar la consistencia dentro de un período mucho más corto que el tiempo de retención de energía estándar de aproximadamente 16 minutos. Para mantener la coherencia, cuando se recupera la energía, la computadora se reactiva casi de inmediato y vuelve a ejecutar todos los procesos fuera de línea inmediatamente sin necesidad de un proceso de arranque.
Los investigadores presentarán su trabajo (LightPC: Codiseño de hardware y software para la persistencia del sistema completo con eficiencia energética) en el Simposio internacional sobre arquitectura informática (ISCA) 2022 en Nueva York en junio.
Fuente y acceso al trabajo de investigación:
The Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST).