"Asensimme haihtumattoman muistin emolevyn prototyyppiin ja loimme käyttöjärjestelmän varmistaaksemme LightPC:n tehokkuuden", sanoi professori Myoungsoo Jung. Tiimi vahvisti, että LightPC vahvisti suorituksensa käynnistettäessä ja sammuttaessaan kesken suorituksen, mikä näytti jopa kahdeksan kertaa enemmän muistia, 4,3 kertaa nopeamman sovellusten suorituskyvyn ja 73 % pienemmän virrankulutuksen perinteisiin järjestelmiin verrattuna.
Professori Jung sanoi, että LightPC:tä voidaan käyttää useilla aloilla, kuten datakeskuksissa ja korkean suorituskyvyn laskennassa suuren muistikapasiteetin, korkean suorituskyvyn, alhaisen virrankulutuksen ja palvelun luotettavuuden tarjoamiseksi.
Yleensä vanhojen järjestelmien virtakatkot voivat johtaa DRAM-pohjaiseen päämuistiin tallennettujen tietojen katoamiseen. Toisin kuin haihtuva muisti, kuten DRAM, haihtumaton muisti voi säilyttää tietonsa ilman virtaa. Vaikka haihtumattomalla muistilla on pienempi virrankulutus ja suurempi kapasiteetti kuin DRAM, haihtumatonta muistia käytetään tyypillisesti toissijaisena muistina sen alhaisemman kirjoitussuorituskyvyn vuoksi. Tästä syystä haihtumatonta muistia käytetään usein DRAM-muistin kanssa. Kuitenkin nykyaikaiset järjestelmät, jotka käyttävät haihtumatonta muistiin perustuvaa päämuistia, kokevat odottamatonta suorituskyvyn heikkenemistä monimutkaisen muistin mikroarkkitehtuurin vuoksi.
Jotta sekä tiedot että suoritus pysyvät vanhoissa järjestelmissä, tiedot on siirrettävä haihtuvasta muistista haihtumattomaan muistiin. Tarkistuspiste on yksi mahdollinen ratkaisu. Se siirtää tietoja ajoittain varautuakseen äkilliseen sähkökatkoksen varaan. Vaikka tämä tekniikka on välttämätön käyttäjien korkean liikkuvuuden ja luotettavuuden takaamiseksi, tarkistuspisteillä on myös kohtalokkaita haittoja. Tietojen siirtäminen vie enemmän aikaa ja tehoa ja vaatii tietojen palautusprosessin sekä järjestelmän uudelleenkäynnistyksen.
Näiden ongelmien ratkaisemiseksi tutkimusryhmä kehitti prosessorin ja muistiohjaimen parantamaan haihtumattoman muistin suorituskykyä. LightPC vastaa DRAM:n suorituskykyä minimoimalla haihtumattoman muistin sisäiset haihtuvat muistikomponentit, paljastamalla haihtumattoman muistin (PRAM) median isännälle ja lisäämällä rinnakkaisuutta lennossa olevien palvelupyyntöjen kanssa mahdollisimman pian.
Tiimi esitteli myös käyttöjärjestelmäteknologiaa, joka tekee käynnissä olevien prosessien suoritustilat nopeasti pysyviksi ilman tarkistusprosessia. Käyttöjärjestelmä estää kaikki suoritustilojen ja -tietojen muutokset pitämällä kaikki ohjelman suoritukset valmiina ennen tietojen siirtoa, jotta voidaan tukea yhdenmukaisuutta huomattavasti lyhyemmässä ajassa kuin normaali virrankatkaisuaika, noin 16 minuuttia. Johdonmukaisuuden vuoksi, kun virta palautetaan, tietokone elvyttää itsensä lähes välittömästi ja suorittaa kaikki offline-prosessit välittömästi uudelleen ilman käynnistysprosessia.
Tutkijat esittelevät työnsä (LightPC: Hardware and Software Co-Design for Energy Efficient Full System Persistence) International Symposium on Computer Architecture (ISCA) 2022 -tapahtumassa New Yorkissa kesäkuussa.
