Midgard､データセンタ技術にパラダイムシフト

July, 14, 2021, Lausanne--EPFL研究者は､データセンタにバーチャルメモリを実装する画期的なアプローチを開発した｡これによりサーバの効率が大きく向上する｡

AIからIoTまで､あらゆるものが利用するビッグデータは､ますますわれわれの現代生活を支配するようになり､クラウドコンピューティングは､途方もなく重要になっている｡それは､バーチャル(仮想)メモリの利用に強く依存している｡1つのサーバが､多くの様々な顧客のために多くのサービスを同時に実行している｡こうしたサービスを処理し､各顧客のデータの安全性を他から守るためにバーチャルメモリを使用している｡

しかし､このバーチャルメモリの導入方法は､1960年代に遡る｡メモリ容量が常に増え続けるという事実が､実際に､速度低下を招き始めている｡例えば､ソーシャルネットワーキングやビジネス分析などのサービスを提供しているデータセンタは｡ハーチャルメモリとプロテクションチェックでその処理時間の20％以上を使っている｡つまり､この領域におけるいかなる利得(ゲイン)も､効率に膨大な利点をもたらす｡

Midgard: クラウドの省エネ
今回､EPFLのEcocloud Center for Sustainable Cloud Computingの研究者が､Midgardを開発した｡これは､ソフトウエアでモデル化されたプロトタイプで,サーバ効率を大幅に高める概念実証を示している｡研究論文､, Rebooting Virtual Memory with Midgardは､ISCA’21で紹介された｡また､それは完全機能システムを実証する複数ステップの第1段階である｡

｢Midgardは､増え続けるメモリ容量を許容し､同時にクラウドサービスにおける各ユーザのデータの安全性の保証も継続する｣と論文の著者の独り､Babak Falsafi教授はコメントしている｡｢Midgardにより､全ての重要なデータルックアップやプロテクションチェックは､バーチャルメモリではなく､オンチップメモリで直接行われるので､従来のルックアップやトランスレーションの階層の多くが除去される｡したがって､より多くのメモリが導入されても､効率にネットゲインを獲得できる｣と同氏は続けている｡

最近の低負荷テストでは､Midgardシステムは､標準パフォーマンスより5％劣っていたが､256 MBアグリゲート大キャッシュの負荷では､バーチャルメモリのオーバーヘッドに関して､従来システムを凌ぐことができた｡

Midgard技術の傑出した特徴は､それがパラダイムシフトを代表しながら､Windows, MacOS and Linuxなどの既存のオペーティングシステムに適合していることである｡今後の研究は､実際のシステムでMidgardを実現するために必要とされる､適合性開発､パッケージング戦略､メンテナンス計画など幅広い範囲に対処することである｡
(詳細は､https://actu.epfl.ch)