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Swarm: Efficient Logical Memory Disaggregation With Shared CXL Memory

delete2026-04-01
delete0
PRE
AI
C
Chen Chen
X
Xinkui Zhao *
G
Guanjie Cheng
Y
Yueshen Xu
S
Shuiguang Deng
J
Jianwei Yin
DOI:10.1109/TC.2025.3647947delete
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摘要

摘要

En 中文
内存解耦已成为数据中心的研究趋势。现有研究分为两条路径:基于网络的逻辑内存解耦(LMD)和基于Compute Express Link(CXL)的物理内存解耦(PMD)。然而,LMD存在网络开销问题,而PMD则涉及昂贵的硬件成本且缺乏灵活性。本文倡导在共享CXL内存上构建LMD系统,利用其低延迟和缓存一致性内存访问的优势。然而,共享CXL内存因其严格的缓存一致性模型而存在严重的可扩展性问题。本文介绍Swarm,一个基于共享CXL内存的高效LMD系统。Swarm将共享CXL内存划分为小规模的缓存内存和大规模的非缓存内存。硬件仅需维护缓存内存的一致性,而软件负责非缓存内存的一致性,从而实现所有CXL内存的共享。随后,Swarm在共享CXL内存上实现跨节点RPC和动态全局内存分配,以提高性能和内存利用率。Swarm还提出分布式计算卸载,以充分利用内存节点的计算能力进行加速。我们的评估表明,Swarm不仅在与代表性网络基LMD系统AIFM和CXL基PMD系统的比较中提升了吞吐量(例如,在计算卸载启用时分别提升3.6倍和1.8倍),还实现了总体拥有成本(TCO)的优势。
Keyword:
Memory management
Coherence
Hardware
Runtime
Resource management
Servers
Costs
Dynamic scheduling
Throughput
Real-time systems
Memory disaggregation
compute express link
distributed shared memory
runtime system

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