通过硬件一致哈希机制实现大容量DRAM缓存的高效动态容量调整
硬件体系结构
2016-02-03 v1
摘要
叠层 DRAM 已被提议用作具有数百或数千兆字节容量的大容量、高带宽末级缓存。然而，并非所有工作负载（或阶段）都能有效利用如此大的缓存空间。遗憾的是，由于外围电路中的泄漏和周期性 DRAM 刷新，未使用（或欠使用）的缓存持续消耗功率。动态调整可用的 DRAM 缓存容量可大幅消除该能量开销。然而，当前提出的 DRAM 缓存组织方式为动态缓存大小调整带来了新挑战。该组织方式不同于常规 SRAM 缓存组织，因为它将整个缓存组及其标签置于单个 bank 内以减少片上面积和功耗开销。因此，调整 DRAM 缓存大小需要将集合从下电的 bank 重新映射到活动 bank。本文中，我们提出 CRUNCH（基于原生一致哈希的缓存大小调整），一种受一致哈希启发的硬件数据重映射方案，一致哈希最初是为在变化的 Web 服务器群之间均匀动态分配互联网流量而提出的算法。CRUNCH 仅将来自下电 bank 的数据以负载均衡方式重映射到活动 bank，而不需要像朴素负载均衡方案那样重映射来自所有 bank 的集合。CRUNCH 仅重映射来自下电 bank 的集合，从而以较低的 bank 上电/下电转换延迟实现该负载均衡。CRUNCH 良好的负载均衡与低转换延迟相结合，提供了实现高效 DRAM 缓存大小调整的基础。
引用
@article{arxiv.1602.00722,
title = {Enabling Efficient Dynamic Resizing of Large DRAM Caches via A Hardware Consistent Hashing Mechanism},
author = {Kevin K. Chang and Gabriel H. Loh and Mithuna Thottethodi and Yasuko Eckert and Mike O'Connor and Srilatha Manne and Lisa Hsu and Lavanya Subramanian and Onur Mutlu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.00722},
year = {2016}
}
备注
13 pages