DONUTS: Um Eficiente Método de Checkpointing em Memórias Não Voláteis

Abstract

Os sistemas com memória não volátil (NVM) precisam ser consistentes à falhas. Dentre os principais desafios está criar mecanismos de checkpointing viáveis em termos de desempenho e usabilidade, para isso é necessário reduzir o número de escritas na NVM, pois o aumento excessivo gera maior uso de largura de banda e, consequentemente, degrada o desempenho. Neste trabalho é proposto DONUTS, um mecanismo transparente ao software que gera épocas dinâmicas por meio de checkpoints integrados à política de substituição de cache. Comparado ao sistema anterior de melhor desempenho, o método proposto reduziu a quantidade de escritas na NVM em 53,8%, fornecendo consistência à falhas com menos de 1% de overhead de tempo de execução.

DONUTS: An efficient method for checkpointing in non‐volatile memories

“…A second way to categorize these mechanisms is by the crash consistency technique adopted. The most common is by logging, which subdivides into redo‐logging, 2,8,10,11,14,15,20‐24 undo‐logging, 9,16,18,19,25 or a hybrid proposal of both 26,27 . Furthermore, other works have implemented shadow‐paging, 1,28,29 logging‐structured 30 and out‐of‐placing 3 techniques.…”

“…This article presents DONUTS 18 (don't pause the persistence), a hardware mechanism whose contribution is to provide software‐transparent crash consistency through asynchronous checkpoints. Its main differences are checkpoint integration into cache replacement policy and logging by PIM operations, whose benefits are: epochs with dynamic intervals, reduced memory bandwidth demand, and asynchronous persistence in group‐commit ‡ —a concept widely known and used in database systems but slightly explored in NVM architectures.…”

“…In DONUTS, 18 PIM is used for logging operations, avoiding commands and data movement between the processor's memory controller and NVM. In traditional schemes, memory is passive—that is, just obeying commands from the memory controller.…”