CCoW: Optimeiddio Copi-ar-Ysgrifenedig o Ystyried yr Ardal Ofodol mewn Llwyth Gwaith Rhan 6

Mae maint gorau'r rhanbarth a'r trothwy yn amrywio yn ôl nodweddion y llwyth gwaith. Yn benodol, fe wnaethom newid paramedr y Zipfdistribution, sy'n pennu gradd yr ardal leol.

Mae perthynas agos rhwng cof dynol a llwyth gwaith. Pan fydd angen i ni brosesu symiau mawr o wybodaeth neu gwblhau tasgau cymhleth, rhaid i'n hymennydd barhau i fod yn wyliadwrus iawn i sicrhau bod yr holl wybodaeth angenrheidiol yn cael ei phrosesu a'i storio'n gywir. Mae niwronau yn yr ymennydd yn cysylltu ac yn cyfathrebu'n gyson, sy'n effeithio'n fawr ar y ffordd yr ydym yn meddwl ac yn cofio.

Er y gall prosesu llawer iawn o wybodaeth a chwblhau tasgau cymhleth herio ein cof a'n galluoedd gwybyddol, mae ymchwil yn dangos, gyda hyfforddiant ac ymarfer priodol, y gallwn wella ein cof a'n cynhyrchiant yn sylweddol. Er enghraifft, trwy arbrofion, mae gwyddonwyr wedi darganfod, trwy hyfforddiant ac ymarfer cof helaeth, y gall pobl wella eu cof a'u heffeithlonrwydd gwaith yn sylweddol.

O'r safbwynt hwn, gallwn ddod i'r casgliad bod ymarfer a hyfforddiant parhaus yn bwysig iawn i'r rhai sydd am wella eu cof ac effeithlonrwydd gwaith. Hefyd, cadwch agwedd gadarnhaol, oherwydd gall straen amharu ar gof a chynhyrchiant rhywun.

I grynhoi, mae cydberthynas gref rhwng llwyth gwaith a chof. Cyn belled â'n bod yn parhau i ganolbwyntio, yn hyfforddi ac yn ymarfer yn rheolaidd, ac yn cynnal agwedd gadarnhaol, gallwn wella ein cof a'n heffeithlonrwydd gwaith yn sylweddol. Gall Cistanche deserticola hefyd reoleiddio cydbwysedd niwrodrosglwyddyddion, megis lefelau cynyddol o acetylcholine a ffactorau twf, sy'n bwysig ar gyfer cof a dysgu. Yn ogystal, gall Cistanche deserticola hefyd wella llif y gwaed a hyrwyddo cyflenwad ocsigen, a all sicrhau bod yr ymennydd yn derbyn digon o faetholion ac egni, a thrwy hynny wella bywiogrwydd a dygnwch yr ymennydd.

Cliciwch gwybod ffyrdd i wella'ch cof

Mae'r mynediadau'n cael eu dosbarthu'n unffurf pan fo {{0}}, a po uchaf yw gwerth , yr uchaf yw lefel lleoliad y llwyth gwaith. Pan fydd yn 1.0, mae tua 80% o'r gweithrediadau yn cynnwys 20% o'r data.

Mae'r raddfa hon o ardal i'w chael yn gyffredin mewn sawl llwyth gwaith gwirioneddol, fel y mae egwyddor Pareto yn ei nodi. Rydym yn mesur gyda thri gwerth gwahanol, sef 1.0, 0.9, ac 1.1, lle mae 1.0 yn waelodlin, a 0.9 ac 1.1 yn cynrychioli'r llwyth gwaith ardal isel ac uchel, yn y drefn honno.

Mae perfformiad originalCoW yn amrywio yn ôl y llwythi gwaith, felly gosodwyd cyfnod y fforch ar gyfer llwyth gwaith yn ôl yr amser a fesurwyd gyda'r trefniant CoW gwreiddiol. Er enghraifft, os oes angen 10 eiliad ar ffurfweddiad CoW gwreiddiol i adennill y perfformiad arferol ar ôl fforc, mae'r ffurfweddiadau CCoW eraill hefyd yn fforchio prosesau plentyn bob 10 eiliad.

Mae Ffigur 5 yn crynhoi'r trwybwn cyfartalog a'r defnydd o gof o lwythi gwaith ardaloedd gwahanol CCoW. Ar gyfer y llwyth gwaith ardal isel, mae'r ffurfweddiadau â throthwyon CCoW bach yn dangos perfformiad gwell na'r rhai â throthwyon mawr. Mae 'CCoW-all' hyd yn oed yn perfformio'n well na'r CoW gwreiddiol o 15% yn y llwyth gwaith ardal isel. Mae hyn oherwydd effeithiolrwydd y rhagcopi. Yn y llwyth gwaith ardal isel, dylid ailadrodd rhan fawr o'r cof wrth i fynedfeydd gael eu lledaenu dros ofod cyfeiriad y broses gyfan. I bob pwrpas, mae copïo rhanbarthau cyfan yn arwain at gopïo'r cof angenrheidiol ymlaen llaw gydag isel uwchben.

Felly, y lleiaf yw'r trothwy, yr uchaf yw perfformiad y rhaglen gyda'r llwyth gwaith ardal isel. Fodd bynnag, mae'r duedd hon yn cael effaith i'r gwrthwyneb gyda llwythi gwaith ardal uchel. Gyda llwythi gwaith ardal uchel, mae llawer o fynediadau yn canolbwyntio ar ychydig dudalennau.

Mae hyn yn awgrymu mai dim ond rhan fach o'r cof sydd angen ei ailadrodd trwy gydol y copi-ysgrifen. Mae copïo'r rhanbarth cyfan ar ddiffyg tudalen yn tueddu i gopïo'r tudalennau nad oes mynediad iddynt o gwbl.

Dim ond gorbenion tymhorol y mae hyn yn ei achosi, gan amharu ar y perfformiad gyda llwythi gwaith ardal uwch. O ganlyniad, mae CCoW-i gyd yn dangos y perfformiad gwaethaf gyda'r llwyth gwaith ardal uchel. Mae ffurfweddau eraill yn dangos patrymau tebyg o lwythi gwaith sylfaenol; mae'r perfformiad ar ei uchaf ar y gwerth trothwy o 80% ac yn dirywio gyda throthwyon llai.

Mae'r defnydd cof o'r meincnod yn dangos tuedd gyson waeth beth yw lleoliad y llwythi gwaith. Mae 'CCoW-all' bob amser yn cynrychioli'r defnydd cof uchaf oherwydd mae bob amser yn copïo pob tudalen yn y cof ar ôl fforc. Ar wahân i hynny, mae'r olion traed cof mewn cyfrannedd gwrthdro â'r gwerth trothwy; po leiaf yw'r gwerth trothwy, y mwyaf o gof y mae'r meincnod yn ei ddefnyddio.

Dim ond hyd at 10% y mae'r ymhelaethu cof yn cael ei gynyddu o'i gymharu â'r ffurfwedd CoW gwreiddiol, yr ystyrir ei fod mewn ystod resymol. Yn ogystal â dadansoddi perfformiad CCoW, rydym yn cymharu perfformiad CCCoW â pherfformiad y dudalen anferth dryloyw (THP). cynllun Linux.

Mae THP braidd yn debyg i CCoW gan ei fod yn anelu at liniaru'r gorbenion sy'n tarddu o dudalennau bach. Mae 'CoW-THP' yn Ffigur 5 yn cynrychioli perfformiad y ffurfwedd a alluogir gan THP. Sylwch fod y system sy'n galluogi THP yn ymdrin â CoW trwy rannu tudalennau enfawr yn dudalennau sylfaen cyn copïo'r dudalen ddiffygiol, ac felly hefyd gynlluniau eraill sy'n gwneud y gorau o THP [12–15,17].

Gallwn arsylwi bod THP yn dangos perfformiad gwell na'r cyfluniad 'CoW-yn-unig' rhagosodedig. Rydym yn priodoli'r cynnydd mewn perfformiad i effeithlonrwydd cynyddol cyfieithu cyfeiriadau gyda thudalennau enfawr.

Yn benodol, yn ôl y cynllun THP, mae'r rhan boeth o ofod cyfeiriad y broses yn debygol o gael ei dorri'n dudalennau sylfaen, a thrwy hynny ddarparu'r un perfformiad â'r cyfluniad 'CoW-yn-unig'. Fodd bynnag, nid yw rhan oer gofod cyfeiriad y broses wedi'i hollti, a'i chynnal â thudalennau enfawr. Felly, gall hyn roi hwb i berfformiad y cais i ryw raddau.

Fodd bynnag, nid yw THP yn darparu cymaint o welliant perfformiad ag y mae CCoW yn ei wneud. Mae Ffigur 6 yn dangos dosraniad cronnus y trwybwn yn ystod y gwerthusiad. gwerth trwybwn. Ac eithrio CCoW-all, gallwn ddod o hyd i dair ystod trwybwn a welir yn aml waeth beth fo'r ffurfweddiadau.

Mae'r grŵp cyntaf yn y gymhareb gronnus o {{0}} i 0.1 yn nodi'r cyfnod pan fydd perfformiad y meincnod yn dirywio yn union ar ôl y fforc. Yna mae'r perfformiad yn adennill goramser, fel yn yr ail grŵp gyda chymhareb gronnus o 0.1 i 0.7.

Mae'r cymarebau cronnus sy'n weddill yn yr ystod o {{0}.7 i 1.0 yn dod o fynediadau nad ydynt yn achosi namau tudalen. Yn gyffredinol, mae ffurfweddiadau CCoW yn tueddu i gael gostyngiadau perfformiad mwy difrifol na CoW damcaniaethol. Yn benodol, gyda llwyth gwaith ardal uchel y cynllun CoW gwreiddiol, mae'r mewnbwn yn gostwng i tua 1900 K o weithrediadau yr eiliad yn union ar ôl y fforc.

Yna mae'n rampio'n araf hyd at yr ystod gweithrediadau 2500 K yr eiliad. Gyda CCoW, gostyngodd y perfformiad fwy, i'r ystod gweithrediadau 1700 K yr eiliad. Fodd bynnag, adenillodd y perfformiad yn gyflymach, gan ddangos perfformiad gwell na'r CoW gwreiddiol y rhan fwyaf o'r amser (hy, yn bennaf ar ochr dde'r graff cronnol). Gallwn arsylwi ar duedd debyg o lwythi gwaith eraill hefyd, ac mae ffurfwedd CCoW-all yn dangos ymddygiad eithafol; dde ar ôl y fforc mae'r perfformiad yn gostwng yn sylweddol ac yn aros yn isel tra bod y rhan fwyaf o'r gofod cyfeiriad yn cael ei gopïo â mynediadau lledaenu.

Ar ôl hynny, fodd bynnag, dim ond ychydig o ddiffygion tudalen sy'n digwydd, felly mae'r rhan fwyaf o fynediadau'n cael eu prosesu heb ddiffygion tudalen. Felly, mae gan y mewnbwn ddosraniad deufoddol yn CCoW. O'r gwerthusiad hwn, cadarnhawyd gennym fod CCoW yn darparu'r perfformiad gorau posibl trwy optimeiddio'r achos cyffredin.

Fodd bynnag, dylid mynd i'r afael â'r gostyngiad mewn perfformiad er mwyn sicrhau nodweddion perfformiad gwell. I'r perwyl hwn, rydym ar hyn o bryd yn gweithio ar wthio swm y data a gopïwyd yn syth ar ôl y fforc.

4.2. Perfformiad CCoW ar Llwyth Gwaith Realistig

I werthuso'r CCoW arfaethedig ar lwyth gwaith realistig, defnyddiwyd y Redis a'r YCSB. Mae'r Redis yn gronfa ddata gwerth allweddol er cof a ddefnyddir yn helaeth i gyflymu ceisiadau ar raddfa'r Rhyngrwyd.

Fe wnaethom ddefnyddio Meincnod YCSB i boblogi parau gwerth allweddol mewn enghraifft Redis ac i gyflawni gweithrediadau arnynt. Yn benodol, mae enghraifft Redis yn cael ei gychwyn gyda 10 GB o barau gwerth allweddol gyda'r cyfluniad YCSB rhagosodedig.

Mae'r holl allweddi a gwerthoedd yn 23 a 100 bytes o ran maint, yn y drefn honno, ac mae pob allwedd yn cynnwys 10 maes o werthoedd. Ar ôl poblogi'r enghraifft Redis, fe wnaethom ei ffurfweddu i wneud cipluniau ac yna bwydo gweithrediadau diweddaru gyda YCSB.

Er mwyn ymgorffori'r lleoliad tymhorol yn y mynediadau gwerth bysell, rydym yn gosod llwyth gwaith YCSB i ddewis bysellau targed yn ôl y dosbarthiad Zip gan ddefnyddio'r parametervalue o 1.0.

Wrth wneud 100 GB o ddiweddariadau, casglwyd y trwybwn ar gyfer pob eiliad o adroddiad meincnod YCSB. Mae Ffigur 7 yn crynhoi'r trwybwn cyfartalog a'r defnydd cof o'r enghraifft Redis pan fydd y system wedi'i ffurfweddu i ddefnyddio'r CoW neuCCoW gwreiddiol. Sylwch ein bod wedi defnyddio 2 MB ar gyfer maint y rhanbarth, a bod yr holl werthoedd canlyniad wedi'u normaleiddio i werth CoW.

Yn gyffredinol, perfformiodd holl gyfluniadau CCoW yn well na'r CoW gwreiddiol, waeth beth fo'r trothwy cwmpas. Yn yr un modd, fel y dadansoddwyd uchod, pennwyd y perfformiad gan y cyfaddawd rhwng y cynnydd mewn perfformiad o'r copi-ar-ysgrifen lliniarol a'r gorbenion o gopïo tudalennau ychwanegol. Pan fydd y gwerth trothwy yn uchel, dim ond ychydig o ranbarthau sy'n cael eu copïo, gan wneud y cyfle optimeiddio a'r cof uwchben yn fach.

Pan fydd gwerth y trothwy yn gostwng o dan 85%, mae'r ôl troed cof yn cynyddu ac yn mynd i orbenion. O ganlyniad, mae'r trwybwn cyfartalog o CCoW yn amrywio yn ôl y trothwy derbyniad ond mae'n dangos gwelliant perfformiad hyd at 5% o'i gymharu â'r CoW gwreiddiol.

Gyda llwyth gwaith Redis ac YCSB, dim ond gwelliant ymylol mewn perfformiad a welsom gyda THP. Mae hyn oherwydd, yn y llwyth gwaith, bod mynediadau ysgrifennu wedi'u gwasgaru ar draws gofod cyfeiriad y broses, a bod tudalennau enfawr i bob pwrpas yn cael eu rhannu'n dudalennau sylfaen wrth drin CoW.

Gan mai dim ond ychydig o dudalennau enfawr y gall y broses Redis ei chael, mae ei pherfformiad yn debyg i berfformiad y ffurfweddiad sylfaen. Mae'r canlyniad hwn yn dangos bod y dull sy'n seiliedig ar THP yn llai effeithiol mewn llwythi gwaith ysgrifennu-ddwys, ac mae CCoW yn perfformio'n well na THP.

Er mwyn gwerthuso cywirdeb y mecanwaith wrth nodi rhanbarthau ardal uchel, fe wnaethom ddosbarthu'r rheswm dros y mecanwaith cynhyrchu copi ar gyfer pob tudalen a gopïwyd. Yn benodol, casglwyd cymhareb y tudalennau a gopïwyd o bob tudalen a gopïwyd. Pan fydd y gymhareb precopy isx%, gan gynyddu cyfanswm yr ôl troed cof gan y%, gallwn gyfrifo'r gymhareb o ragcopi diangen trwy rannu y ag x.

Er enghraifft, ar ffurfweddiad CCoW-80, mae 26.9% o dudalennau wedi'u copïo yn cael eu copïo, gan gynyddu ôl troed y cof 6.7%. Mae hyn yn awgrymu nad oes cyfeiriadau at 24.9% o'r tudalennau rhag-gopi. Mae Tabl 1 yn crynhoi'r cyfrifiad. Mae'r gymhareb rhag-gopïo diangen yn amrywio o 23.4% i 35.6%, ac o ganlyniad y gwerthusiad gellir dod i'r casgliad bod y cynllun arfaethedig yn cofnodi rhanbarthau ardal uchel yn gywir.

5. Casgliadau

Yn yr astudiaeth hon, fe wnaethom gynnig CCoW, cynllun copi-ar-ysgrifen wedi'i optimeiddio ar gyfer llwythi gwaith ag ardal ofodol uchel. Mae CCoW yn rhannu gofod cyfeiriad y broses yn ranbarthau ac yn amcangyfrif eu hardal gyda'r cwmpas.

Mae ysgrifennu i ranbarth ardal uchel yn arwain y triniwr tudalen fai i rag-gopïo tudalennau cyfagos. Er mwyn olrhain y sylw ar ôl y rhag-gopi yn gywir, mae CCoW yn defnyddio'r darn budr yn y tabl tudalen. Cadarnhaodd gwerthusiad gyda meincnodau y gall y cynllun arfaethedig nodi rhanbarthau ardal uchel gyda gorbenion bach, gan alluogi enillion perfformiad o geisiadau heb eu haddasu.

Fel y soniasom, mae'r perfformiad yn gostwng yn sylweddol ar ôl y fforc oherwydd y swm enfawr o ddata i'w gopïo. Ar hyn o bryd rydym yn gweithio ar reoli'r perfformiad dropby gan wthio cyfradd y rhag-gopi a pherfformio'r rhag-gopi yn anghydamserol. Rydym hefyd yn bwriadu ymgorffori mecanwaith addasol sy'n tiwnio'r paramedrau cyfluniad yn ôl nodweddion y llwyth gwaith presennol.

Cyfraniadau Awdur: Cysyniadoli, MH a S.-HK; methodoleg, MH; meddalwedd, MH; dilysu, MH, a S.-HK; dadansoddiad ffurfiol, MH, a S.-HK; ymchwilio, MH, a S.-HK;adnoddau, S.-HK; curadu data, MH; ysgrifennu-paratoi drafft gwreiddiol, MH; ysgrifennu-adolygua golygu, MH a S.-HK; delweddu, MH; goruchwyliaeth, S.-HK; gweinyddu prosiect, S.-HK; caffael cyllid, S.-HK Mae pob awdur wedi darllen a chytuno i fersiwn cyhoeddedig y llawysgrif.

Cyllid: Cefnogwyd yr ymchwil hwn gan grant Sefydliad Ymchwil Electroneg a Thelathrebu (ETRI) a ariannwyd gan lywodraeth Corea (20ZS1310) a rhaglen BK21 FOUR Sefydliad Ymchwil Cenedlaethol Corea a ariennir gan y Weinyddiaeth Addysg (NRF5199991014091).

Datganiad y Bwrdd Adolygu Sefydliadol: Amherthnasol.

Datganiad Cydsyniad Gwybodus: Amherthnasol.

Datganiad Argaeledd Data: Amherthnasol.

Gwrthdaro Buddiannau: Nid yw'r awduron yn datgan unrhyw wrthdaro buddiannau.

Cyfeiriadau
1. Gorman, M. Deall Rheolwr Cof Rhithwir Linux; Neuadd Prentice: Upper Saddle River, NJ, UDA, 2007.

2. Bovet, DP; Cesati, M. Deall y Cnewyllyn Linux; O'Reilly: Newton, MA, UDA, 2001.

3. Love, R. Linux Kernel Development, 3ydd arg.; Addison Wesley: Boston, MA, UDA, 2010.

4. Labs, R. Redis. Ar gael ar-lein: https://github.com/redis/redis (cyrchwyd ar 7 Mehefin 2021).

5. Silberschatz, A.; Galvin, PB; Gagne, G. Cysyniadau System Weithredu; Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc.: Boston, MA, UDA, 2018.

6. Harris, SL; Harris, D. Dylunio Digidol a Phensaernïaeth Gyfrifiadurol; Morgan Kaufmann: Burlington, MA, UDA, 2022.

7. Abi-Chahla, F. Intel Core i7 (Nehalem): Pensaernïaeth Gan AMD? Ar gael ar-lein: https://www.tomshardware.com/reviews/Intel-i7-nehalem-cpu,2041.html (cyrchwyd ar 18 Hydref 2021).

8. Pham, B. ; Bhattacharjee, A.; Eckert, Y. ; Loh, GH Cynyddu cyrhaeddiad TLB trwy fanteisio ar glystyru mewn cyfieithiadau tudalennau. Yn Nhrafodion 20fed Symposiwm Rhyngwladol IEEE 2014 ar Bensaernïaeth Gyfrifiadurol Perfformiad Uchel (HPCA'14), Orlando, FL, UDA, 15–19 Chwefror 2014; 558–567.

For more information:1950477648nn@gmail.com