Midgard, un changement de paradigme pour les centres de données

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Des chercheurs ont mis au point une approche innovante visant à mettre en oeuvre la mémoire virtuelle dans les centres de données. Cela permettra d’augmenter considérablement l’efficacité des serveurs.

Alors que le big data, utilisé par tout, de l’intelligence artificielle à l’Internet des objets, régit de plus en plus nos vies modernes, le cloud computing a pris une grande importance. Il repose principalement sur l’utilisation de la mémoire virtuelle avec un serveur de données exécutant de nombreux services pour un grand nombre de clients différents en même temps, afin de traiter ces services et de protéger les données de chaque client.

Toutefois, la manière dont cette mémoire virtuelle est déployée remonte aux années 1960. Et le fait que la capacité mémoire augmente constamment commence en fait à ralentir les choses. Par exemple, les centres de données qui fournissent des services tels que les réseaux sociaux ou l’analyse commerciale consacrent plus de 20 % de leur temps de traitement à la mémoire virtuelle et aux contrôles de protection. Autrement dit, tout gain réalisé dans ce domaine représentera un immense avantage en termes d’efficacité.

Midgard, une économie d’énergie dans le cloud

Aujourd’hui, des chercheurs en collaboration avec le centre de cloud computing écologique Ecocloud de l’EPFL ont mis au point Midgard, un prototype modélisé par logiciel démontrant la faisabilité d’augmenter considérablement l’efficacité des serveurs. Leur article de recherche, Rebooting Virtual Memory with Midgard , vient d’être présenté à l’ ISCA 2021 , la conférence phare mondiale sur l’architecture informatique, et constitue une première étape de la démonstration d’un système entièrement fonctionnel.

«Midgard est une technologie qui peut permettre d’augmenter la capacité mémoire, tout en continuant à garantir la sécurité des données de chaque utilisateur des services cloud», explique le professeur Babak Falsafi, directeur fondateur du centre Ecocloud et l’un des auteurs de l’article. «Avec Midgard, les recherches de données et les contrôles de protection indispensables sont effectués directement dans la mémoire sur puce plutôt que dans la mémoire virtuelle. Ça élimine une grande partie de la hiérarchie traditionnelle de recherches et de traductions et permet un gain net d’efficacité, même si davantage de mémoire est déployée», poursuit-il.

Lors de tests récents à faible charge, le système Midgard accusait un retard de 5 % par rapport aux performances standard, mais à des charges de 256 Mo d’agrégat de grande mémoire cache, il était capable de surpasser les systèmes traditionnels en termes de mémoire virtuelle.

Bien qu’elle représente un changement de paradigme, la technologie Midgard a la caractéristique remarquable d’être compatible avec les systèmes d’exploitation existants tels que Windows, MacOS et Linux. 
Les futurs travaux porteront sur le large éventail de sujets nécessaires à la réalisation de Midgard dans des systèmes réels, tels que le développement de la compatibilité, les stratégies de conditionnement et les plans de maintenance. 

La publication associée est:

Rebooting Virtual Memory with Midgard
S. Gupta; A. Bhattacharyya; Y. Oh; A. Bhattacharjee; B. Falsafi et M. Payer
ISCA 2021, la 48e édition de l’International Symposium on Computer Architecture, conférence en ligne, 14-19 juin 2021.


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