"Ние монтирахме енергонезависима памет на прототип на системна платка и създадохме операционна система, за да проверим ефективността на LightPC", каза професор Myoungsoo Jung. Екипът потвърди, че LightPC е валидирал своето изпълнение, докато се включва и изключва по средата на изпълнението, показвайки до осем пъти повече памет, 4,3 пъти по-бързо изпълнение на приложения и 73% по-ниска консумация на енергия в сравнение с традиционните системи.
Професор Юнг каза, че LightPC може да се използва в различни области като центрове за данни и високопроизводителни изчисления, за да осигури памет с голям капацитет, висока производителност, ниска консумация на енергия и надеждност на услугата.
По принцип прекъсванията на захранването на наследени системи могат да доведат до загуба на данни, съхранявани в базираната на DRAM основна памет. За разлика от енергонезависимата памет като DRAM, енергонезависимата памет може да съхранява своите данни без захранване. Въпреки че енергонезависимата памет има характеристиките на по-ниска консумация на енергия и по-голям капацитет от DRAM, енергонезависимата памет обикновено се използва за задачата на вторично съхранение поради по-ниската си производителност при запис. Поради тази причина енергонезависимата памет често се използва с DRAM. Въпреки това съвременните системи, използващи основна памет, базирана на енергонезависима памет, изпитват неочаквано влошаване на производителността поради сложната микроархитектура на паметта.
За да се даде възможност за постоянство както на данните, така и на изпълнението в наследени системи, е необходимо данните да се прехвърлят от енергонезависимата памет към енергонезависимата памет. Контролните точки са едно възможно решение. Той периодично прехвърля данните в подготовка за внезапно прекъсване на захранването. Въпреки че тази технология е от съществено значение за осигуряване на висока мобилност и надеждност за потребителите, контролните точки също имат фатални недостатъци. Отнема допълнително време и енергия за преместване на данни и изисква процес на възстановяване на данни, както и рестартиране на системата.
За да се справи с тези проблеми, изследователският екип разработи процесор и контролер на паметта, за да повиши производителността на паметта само с енергонезависима памет. LightPC съответства на производителността на DRAM чрез минимизиране на компонентите на вътрешната енергонезависима памет от енергонезависима памет, излагане на носителя на енергонезависимата памет (PRAM) на хоста и увеличаване на паралелизма за обслужване на заявките в движение възможно най-скоро.
Екипът също така представи технология на операционната система, която бързо прави състоянията на изпълнение на работещи процеси постоянни без необходимост от процес на контролна точка. Операционната система предотвратява всички модификации на състояния на изпълнение и данни, като поддържа изпълнението на всички програми неактивни преди прехвърляне на данни, за да поддържа последователност в рамките на период, много по-кратък от стандартното време за задържане на захранването от около 16 минути. За последователност, когато захранването се възстанови, компютърът почти незабавно се съживява и незабавно изпълнява отново всички офлайн процеси, без да е необходим процес на зареждане.
Изследователите ще представят работата си (LightPC: Съвместно проектиране на хардуер и софтуер за енергийно ефективна пълна устойчивост на системата) на Международния симпозиум по компютърна архитектура (ISCA) 2022 в Ню Йорк през юни.
