عنوان پایان‌نامه
بررسی و بهبود مکانیزم همسان سازی حافظه های نهان در چند پردازنده های روی یک تراشه برای کاربردهای مجازی سازی
- رشته تحصیلی
- مهندسی کامپیوتر-معماری کامپیوتر
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2819;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 71206
- تاریخ دفاع
- ۰۱ شهریور ۱۳۹۳
- دانشجو
- زهره نقیبی
- استاد راهنما
- سیامک محمدی
- چکیده
- امروزه ایده ی مجازی سازی به عنوان زیر ساخت معماری مناسب، موجب افزایش کارایی و بهبود مدیریت سیستم های فیزیکی می گردد. با به کار گیری ایده ی مجازی سازی در معماری های موجود، می توان همه ی هسته های موجود در سیستم های چند پردازنده ای را به طور مناسبی به کار گرفت. در این سیستم ها با افزایش تعداد هسته ها، برقراری همسان سازی بین حافظه های نهان در تراشه به چالشی مهم تبدیل شده است. مکانیزم های همسان سازی موجود، مانند روش های مبتنی بر جاسوسی، دایرکتوری و توکن دارای مشکلات زیادی هستند. از جمله ی این مشکلات می توان به پیچیدگی بالا در طراحی، سربار بالا در مساحت استفاده شده روی تراشه و سیاست های غیر کارآمد اشاره کرد. تاکنون روش هایی برای بهبود روش های برقراری همسان سازی بین حافظه های نهان در محیط-های مجازی سازی شده، ارائه گردیده است. در همه ی این روش ها اثر اجرای وظایف هایپروایزر در محیط های مجازی سازی شده نادیده گرفته شده است. این پژوهش، در ابتدا نشان داده ایم که اثر اجرای برنامه های هایپروایزر بر روی تعداد پیام های همسان سازی تولید شده در حافظه های نهان قابل اغماض نیست. بر این اساس روشی جدید برای برقراری همسان سازی بین حافظه های نهان در محیط های مجازی سازی شده با در نظر گرفتن اثر هایپروایزر ارائه شده است. با استفاده از این روش، همسان سازی بین حافظه های نهانی که برای اجرای ماشین های مجازی گمارده شده اند، با استفاده از روش های رایج موجود انجام می گردد و حافظه های نهانی که هسته ی آن ها برای اجرای وظایف هایپروایزر در نظر گرفته شده اند، از روشی جدید که ملهم از روش جدیدی به نام اِی اِس اِم است، استفاده می کنند. با استفاده از این روش در سیستم های مجازی سازی شده، در بهترین وضعیت 0.5 درصد بهبود در توان مصرفی کل سیستم حاصل شده است. کلمات کلیدی: سیستم های چند پردازنده، مکانیزم های همسان سازی حافظه های نهان، محیط های مجازی، هایپروایزر.
- Abstract
- Virtualization has been rapidly emerged as a promising option for today’s systems for improving system management and server consolidation. Although the scalability in virtualized environment will allow having a large number of cores in future multi-cores, cache coherency become a critical problem. Hypervisors do important tasks. These tasks generate significant cache coherency requests. These requests were not considered in the methods that have been presented till now. At first, we showed that these requests are not ignorable. In order to reduce cache coherency overhead in virtualized systems, we propose a novel hybrid cache coherency protocol that is optimized for virtualized environments by considering the effect of hypervisor running. In this protocol, every virtual machine becomes a virtual domain consisting of subsets of cores running virtual machine. Each virtual domain uses its own cache coherency mechanism and running hypervisor tasks use a recently proposed cache coherence mechanism called ASM (acoherenct shared memory). By using this hybrid method, power consumption decreases 0.5 percent in the best case. Keywords: Multiprocessor Systems, Cache Coherency Mechanisms, Virtualized Environment, Hypervisors.
