HeterMM: Applying in-DRAM index to heterogeneous memory-based key-value stores
रूपरेखा का अवलोकन.श्रेय:कंप्यूटर विज्ञान की सीमाएँ(2024)।डीओआई: 10.1007/एस11704-024-3713-0

उभरती बाइट-एड्रेसेबल स्टोरेज प्रौद्योगिकियां, जैसे एनवीएम, डीआरएएम के लिए अधिक लागत प्रभावी और बड़ी क्षमता वाला विकल्प प्रदान करती हैं, जो इन-मेमोरी की-वैल्यू (केवी) स्टोर्स की उच्च लागत, सीमित क्षमता और अस्थिरता को संबोधित करने के नए अवसर पेश करती हैं।.

एनवीएम पर पारंपरिक संरचनाओं को फिर से डिज़ाइन करने के लिए कई प्रयास समर्पित किए गए हैं।हालाँकि, उन्हें मौजूदा प्रणालियों में एकीकृत करने के लिए पर्याप्त इंजीनियरिंग लागत और बढ़ी हुई जटिलता से चुनौती मिली थी।इस प्रकार, एनवीएम पर केवी स्टोर्स पर मौजूदा इंडेक्स को लागू करने के लिए एक सामान्य रूपरेखा आवश्यक हो जाती है।

जुआन झोउ के नेतृत्व में एक शोध दल ने DRAM और NVM से युक्त विषम मेमोरी आर्किटेक्चर के लिए HeterMM नामक एक सामान्य ढांचे का प्रस्ताव रखा है।इसे DRAM के बेहतर प्रदर्शन का पूरी तरह से लाभ उठाने और सिस्टम के प्रदर्शन को यथासंभव इन-DRAM के करीब बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।शोध हैप्रकाशितजर्नल मेंकंप्यूटर विज्ञान की सीमाएँ.

रूपरेखा का अवलोकन

टीम डीआरएएम को पकड़कर उसके बेहतर प्रदर्शन का पूरी तरह से लाभ उठाने के महत्व पर जोर देती हैऔर DRAM में हॉट डेटा।आमतौर पर, NVM DRAM की तुलना में निम्न प्रदर्शन से ग्रस्त होता है।इसकी विशिष्ट एक्सेसिंग विशेषताओं के लिए इसके प्रदर्शन को अधिकतम करने के लिए विशेष डिज़ाइन की भी आवश्यकता होती है।

एनवीएम की विशिष्ट विशेषताओं में विलंबता और बैंडविड्थ के संदर्भ में इसकी पढ़ने-लिखने की विषमता और अनुक्रमिक पहुंच की तुलना में खराब यादृच्छिक पहुंच प्रदर्शन शामिल है।जवाब में, अनुसंधान टीम एक प्लग-इन-डीआरएएम इंडेक्स, विषम मेमोरी पर एक डेटा भंडारण तंत्र और विफलता पुनर्प्राप्ति के लिए एक ऑपरेशन लॉग से बना एक ढांचा प्रदान करती है।

विशेष रूप से, सूचकांक, जो सबसे अधिक बार एक्सेस किया जाता है और आमतौर पर एक छोटी इकाई और यादृच्छिक क्रम में होता है, एनवीएम के लिए अनुकूल नहीं है।उनकी डेटा संरचनाएं, जो आमतौर पर DRAM के लिए अनुकूलित होती हैं, NVM पर उतना प्रभावी ढंग से प्रदर्शन नहीं कर सकती हैं।

HeterMM में नया लिखा गया डेटा DRAM में रहता है, और पुराना डेटा बैचों में NVM में फ्लश किया जाता है।डेटा के प्रत्येक टुकड़े को उसके आगमन पर एक तार्किक पता आवंटित किया जाता है, जो तब तक वही रहता है जब तक डेटा को जगह से बाहर अपडेट नहीं किया जाता है।

एनवीएम की दृढ़ता इसमें मौजूद डेटा की स्थायित्व सुनिश्चित कर सकती है, जबकि डीआरएएम में रहने वाले डेटा की स्थायित्व सुनिश्चित करने के लिए एक ऑपरेशन लॉग लागू किया जाता है।सबसे पहले, DRAM में डेटा को यथास्थान अद्यतन किया जाता है, जिसे प्रारंभिक संघनन माना जा सकता है और यह NVM में प्रवाहित डेटा की मात्रा को कम कर देता है।दूसरा, एनवीएम में डेटा को एक चेकपॉइंट के रूप में माना जा सकता है जिसका उपयोग ऑपरेशन लॉग को काटने के लिए किया जा सकता है।

एनवीएम में रीड-ओनली डेटा तक पहुंच को अनुकूलित करने के लिए, डीआरएएम क्षेत्र को रीड कैश और राइट क्षेत्र में विभाजित किया गया है, जिसमें पूर्व में एनवीएम में अक्सर एक्सेस किए गए डेटा को रखा जाता है, जबकि बाद में नए आए डेटा को रखा जाता है।वे DRAM में समान स्थान साझा करते हैं और कार्यभार के अनुसार गतिशील रूप से उनका आकार बदला जा सकता है।

व्यापक प्रयोग जो HeterMM को CLHT, LFHT और B+ ट्री सहित विभिन्न प्रकार के सूचकांकों के साथ जोड़ते हैं, HeterMM की दक्षता को सत्यापित करते हैं।विशेष रूप से, HeterMM अत्याधुनिक इंडेक्स पर्सिस्ट फ्रेमवर्क और अत्याधुनिक हाइब्रिड DRAM और NVM-आधारित हैश टेबल और B+ ट्री दोनों से बेहतर प्रदर्शन कर सकता है।यह इस तथ्य से लाभान्वित होता है कि HeterMM NVM में हॉट डेटा रखता है जो NVM तक पहुंच के बिना DRAM द्वारा पढ़ने के अनुरोधों को पूरा करने की अनुमति देता है।

अधिक जानकारी:युनहोंग जी एट अल, हेटरएमएम: विषम मेमोरी-आधारित कुंजी-मूल्य स्टोरों में इन-डीआरएएम इंडेक्स लागू करना,कंप्यूटर विज्ञान की सीमाएँ(2024)।डीओआई: 10.1007/एस11704-024-3713-0

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