RHEL6、CentOS6の64ビットサポートとhuge pages

RHEL6、CentOS6の64ビットサポートとhuge pagesについてオンラインマニュアルを読んでまとめました。

(1)64ビットかどうかの確認方法


 
①CPUが32ビットか64ビットか?
 
$ cat /proc/cpuinfo
 
“flags”欄に”lm”の文字があれば64ビット
 
②OSが32ビットか64ビットか?
 
$ uname -m
 

(2)64ビットのサポート


 
・64ビットのプロセッサーは、理論的には最大16エクサバイトのメモリーを使用できる。
・”Huge pages”、”transparent huge pages”、”Non-Uniform Memory Access(NUMA)”の改善によって、より大型のメモリブロックの使用が可能となる。
 

(3)huge pages、transparent huge pages


 
1)pages
 
・メモリはpagesとよばれるブロックで管理されている。
・1pageは4096バイト、メモリ1MBは256pagesと同等で、1GBは256,000pagesと同等。
・CPUにはビルトインのメモリ管理ユニットがあり、これらのページの一覧が含まれている。また各ページは、ページテーブルエントリで参照されている。
 
2)システムが大量のメモリを管理できるようにするには?
 
・以下の二つの方法がある。
 
①ハードウェアのメモリ管理ユニットでページテーブルエントリの数を増やす
②ページサイズを拡大する
 
・現在のプロセッサーでは、ハードウェアのメモリ管理ユニットは数百から数千のページテーブルエントリのみをサポートするので、上記①の方法は費用がかさむ。
 
さらに、数千ページ(メガバイトのメモリ)でうまく機能するハードウェアとメモリ管理のアルゴリズムは、数百万(さらには数十億)のページではうまく実行できない可能性があり、パフォーマンス上の問題につながる。
 
メモリ管理ユニットがサポートする以上のメモリページをアプリケーションが使う必要がある場合、システムはより遅い、ソフトウェアベースのメモリ管理にフォールバックするので、システム全体が遅くなってしまう。
 
・RHEL6では、huge pagesを使って②の方法を実行している。
 
3)huge pages
 
・huge pagesが実装されたことで、システムは異なるメモリーワークロードにまたがってメモリー使用を効率的に管理できるようになった。
 
・huge pagesは、標準の4KBページと比較すると動的に2MBページを利用するので、アプリケーションはギガバイトやさらにはテラバイトのメモリー処理中にうまく拡張ができる。
 
・huge pagesは手動で作成、管理、使用するのは難しい。
 
これに対処するため、RHEL6にはtransparent huge pages(THP)を実装している。THPは、huge pages の作成、管理、使用の多くを自動化する抽象化レイヤー。
 
4)transparent huge pages(THP)
 
・huge pagesの使用における複雑性の多くをシステム管理者や開発者から取り除く。
 
・THPの目標はパフォーマンス改善なので、開発者は幅広いシステムや設定、アプリケーション、ワークロードでTHPをテスト、最適化している。
 
これにより、デフォルト設定のTHPはほとんどのシステム設定のパフォーマンスを改善できる。
ただし、THPはデータベースのワークロードには推奨されない。
 
THPが現在マッピング可能なのは、ヒープやスタック領域などの匿名メモリリージョンのみ。

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