Intel 页修改日志（PML）硬件虚拟化特性：虚拟机工作集估计的研究与改进
分布式、并行与集群计算
2020-01-29 v1 操作系统
摘要
Intel 页修改日志（PML）是一项用于跟踪虚拟机（VM）已访问内存页的新型硬件特性。该任务在当今数据中心中至关重要，因为它可实现检查点、实时迁移和工作集大小（WSS）估计等功能。本文基于 Xen 虚拟机监控器，从三个角度研究 PML：功耗、效率以及对用户应用的性能影响。我们的发现如下。首先，PML 不会带来任何功耗开销。其次，PML 将 VM 实时迁移和检查点时间最多减少 10.18%。第三，PML 将实时迁移和检查点给用户应用带来的性能下降最多轻微减少 0.95%。第四，然而 PML 无法实现准确的 WSS 估计，因为它不跟踪读访问且无法识别热页。为解决这些局限而对 PML 进行的朴素扩展，可能导致计算其 WSS 的 VM 出现严重性能下降（高达 34.8%）。本文提出页引用日志（PRL），一种 PML 的智能扩展，可同时跟踪读和写访问，且不影响用户 VM。本文还提出一个利用 PRL 的 WSS 估计系统，并展示该算法如何集成到实现内存超配的数据中心中。我们在非常流行的硬件模拟器 Gem5 下实现了 PRL 和 WSS 估计系统。评估结果验证了 PRL 在 WSS 估计中的准确性，并表明 PRL 对用户 VM 不造成性能下降。
引用
@article{arxiv.2001.09991,
title = {Intel Page Modification Logging, a hardware virtualization feature: study and improvement for virtual machine working set estimation},
author = {Stella Bitchebe and Djob Mvondo and Alain Tchana and Laurent Réveillère and Noël De Palma},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.09991},
year = {2020}
}