Multithreading si razí cestu do sítí

Nový přístup Nový architektonický přístup pro sítě přizpůsobené aplikacím již vykázaly hmatatelné úspěchy: ...


Nový přístup
Nový architektonický přístup pro sítě přizpůsobené aplikacím již vykázaly
hmatatelné úspěchy: jde o masivní multithreading (MMT). Pochopení této
technologie je klíčem ke zhodnocení nové generace podoby infrastruktury sítě. V
současné generaci MMT procesorů softwarová vlákna obvykle odpovídají přesně
(one-to-one) hardwarovým vláknům nebo tokům (streams). Vlákna jsou často
organizována do clusterů nebo kmenů (tribes), aby se optimalizovalo využití
zdrojů, přičemž do jediného čipu může být implementováno více takových kmenů.
Každý kmen má přístup do své lokální externí dynamické RAM (DRAM), stejně jako
ke sdílené interní paměti. Termín pipeline (nebo jádro) se vztahuje spíše k
fyzickým obvodům, které vykonávají pokyny softwaru.
Struktura sítě se ale od desktopových počítačů významně liší, protože
zpracování toků stavových paketů si vyžaduje častý přístup k datům s takzvanou
nízkou lokalitou. Existence této lokality znamená, že pravděpodobnost toho, že
požadovaná data nebo pokyny budou k dispozici v aktuální paměti procesoru, je
vysoká. Protože pakety ve stavovém toku přicházejí v náhodných intervalech, má
příslušné zařízení sítě jen malý prospěch z multiprocesorů postavených pro PC,
které pro lepší výkon naopak potřebují vysokou úroveň lokality dat. Nízká
lokalita však má za následek vysoký počet požadavků na data, která nejsou ve
vyrovnávací paměti, což zvyšuje latenci nad přijatelné limity.
Přínosy MMT
MMT maximalizuje průchodnost paměti tím, že dovoluje, aby byl současně
realizován velký počet požadavků na paměť. Díky tomu může MMT provádět
sofistikované protokolové zpracování softwaru při úrovni průchodnosti, která si
předtím vyžadovala jeden nebo více vyhrazených čipů typu ASIC. Tato
optimalizace přístupu k paměti RAM také umožňuje, aby MMT obešel omezení
stavové průchodnosti paketů tradičních multiprocesorů. Každá operace s pamětí
způsobuje latenci zpracování. Aby se vzhledem k náročným požadavkům na přístup
k paměti udržovala nízká latence a vysoká průchodnost, musí architektury
multiprocessingu orientované na podporu sítě podporovat velmi vysoký počet
současných vláken a pipeline, každý se svými vlastními přidělenými zdroji pro
zpracování. Díky paralelnímu zpracování paketů skrz 100 nebo i více vláken může
být inspekce paketů udržována na úrovni 10 Gb/s s latencí menší než jedna
milisekunda to je zhola nemožný úkol pro dvě vlákna (nebo dokonce i dvě
desítky) pracující při dnešní rychlosti nejlepších procesorů taktovaných na 4
GHz. Toto opatření umožní díky MMT provozovat VoIP a jiné aplikace citlivé na
zpoždění na vysokorychlostních páteřních spojích. Nároky stoupají
Tak jak se šířka pásma nadále zvyšuje, může být zapotřebí ještě větší počet
současných vláken. Zpočátku bude poptávka uspokojována vyšším počtem vláken
implementovaných do kmenů více toků, obsluhovaných jednotlivými jádry. K
takovým vylepšením již dochází při řešení kontroly přístupu k síti (Network
Access Control, NAC) či v aplikacích pracujících s identitou klientů v síti LAN
současný stav je až 128 vláken. V průběhu času vylepšení technologií umožní
dosáhnout vyšší úrovně paralelnosti zpracování protokolů prostřednictvím
většího počtu toků a pipelines. (pal) 6 1148









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.