【摘 要】
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容错技术是保障系统运行的关键技术,其中检查点技术被广泛应用。但是,传统的基于磁盘的检查点会给系统带来巨大的性能损失。基于内存的检查点技术通过共享工作内存和检查点数
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容错技术是保障系统运行的关键技术,其中检查点技术被广泛应用。但是,传统的基于磁盘的检查点会给系统带来巨大的性能损失。基于内存的检查点技术通过共享工作内存和检查点数据有效缓解了性能损失问题,但同时,由于断电后DRAM中的数据会丢失,还需要使用跨节点的数据备份策略,而这带来了额外的通信开销。使用非易失内存可以解决该问题,然而,传统的内存检查点技术为了解决检查点一致性还会产生额外写,非易失内存扩大了额外写对系统性能产生的影响。免复制的检查点系统解决了传统内存检查点系统带来的大量额外写问题。其核心是Switch-on-Write机制和其支撑技术Twins Page Mapping。Twins Page Mapping将一页物理页映射到两页PCM页中,并将这些页按缓存块粒度进行管理。物理页中的每个缓存块在两页PCM页中分别有一个对应的缓存块。这些缓存块可能具有两种角色,即工作内存和检查点。系统中所有的访存请求都将被转发给具有工作内存角色的缓存块。当写请求试图修改同时具有工作内存和检查点角色的缓存块时,Switch-on-Write将把工作内存角色转交给该缓存块在另一个PCM页中的对应缓存块中。因此保证了旧的检查点数据不会被修改,维护了检查点的一致性。此外,在实现中的多个潜在开销也得到了关注,并使用不同的优化方案解决。实验表明,免复制的检查点系统相对于采用传统的一致性保障策略的系统而言可以获得显著的性能提升。具体而言,运行速度最多可以提升1.88倍,写入量最多可以减少5.99倍。
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