Επιπτώσεις στη διαχείριση μνήμης:
* τεράστιος χώρος διευθύνσεων: Η πρωταρχική επίπτωση είναι το τεράστιο μέγεθος της διευθύνμένης εικονικής μνήμης:2
* Μέγεθος πίνακα σελίδας: Η διαχείριση αυτού του τεράστιου χώρου διευθύνσεων απαιτεί έναν αντίστοιχα μεγάλο πίνακα σελίδων. Ακόμη και με μεγάλα μεγέθη σελίδων (π.χ. 2MB ή 4MB), ο ίδιος ο πίνακας σελίδων θα ήταν τεράστιος, καταναλώνοντας σημαντικές ποσότητες μνήμης. Αυτό οδηγεί στην ανάγκη για εξελιγμένες τεχνικές διαχείρισης πίνακα σελίδων, όπως οι πίνακες τηλεειδοποίησης πολλαπλών επιπέδων ή ανεστραμμένων σελίδων για να αποφευχθεί η αποθήκευση ολόκληρου του πίνακα σε μνήμη RAM.
* Θέματα Buffer (TLB) Μεταφραστικό Lookaside (TLB): Οι TLB Caches χρησιμοποίησαν πρόσφατα μεταφράσεις εικονικών προς φυσική διεύθυνση. Με ένα χώρο διευθύνσεων 48-bit, το TLB πρέπει να είναι αρκετά μεγάλο για να είναι αποτελεσματικό. Ένα μικρό TLB θα οδηγούσε σε συχνές απώλειες TLB, με αποτέλεσμα τη σημαντική υποβάθμιση της απόδοσης. Η αποτελεσματική διαχείριση TLB είναι ζωτικής σημασίας.
* κατακερματισμός: Ενώ ο μεγάλος χώρος διευθύνσεων μειώνει την άμεση πιθανότητα να εξαντληθεί η συνεχής μνήμη, μπορεί να συμβεί ακόμα κατακερματισμοί μεγάλης κλίμακας, ειδικά με πολλές μικρές κατανομές και διανομές. Οι αλγόριθμοι διαχείρισης μνήμης πρέπει να σχεδιαστούν προσεκτικά για να μετριάσουν αυτό.
* Διεύθυνση διαστημικής διάταξης (ASLR): Το ASLR γίνεται πιο αποτελεσματικό με μεγαλύτερο χώρο διευθύνσεων, καθώς έχει σημαντικά μεγαλύτερο αριθμό πιθανών διευθύνσεων βάσης για τμήματα κώδικα και δεδομένων, καθιστώντας πολύ πιο δύσκολα την εκμετάλλευση των buffer overflows και άλλων τρωτών σημείων που σχετίζονται με τη μνήμη.
Συνέπειες για την απόδοση του συστήματος:
* Πίνακας σελίδων: Η πρόσβαση στη μνήμη απαιτεί τη μετάφραση της εικονικής διεύθυνσης σε μια φυσική διεύθυνση, που συχνά περιλαμβάνει πολλαπλά επίπεδα αναζήτησης πίνακα σελίδων (περιπάτους πίνακα σελίδων). Ένας χώρος διευθύνσεων 48-bit αυξάνει την πολυπλοκότητα και την πιθανή επιβάρυνση του χρόνου αυτών των περιπάτων, ειδικά αν το TLB χάνει.
* TLB Misses: Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, οι Misses TLB είναι μια σημαντική συμφόρηση απόδοσης. Με ένα μεγάλο χώρο διευθύνσεων, η πιθανότητα μιας απώλειας αυξάνεται, εκτός εάν το TLB είναι εξαιρετικά μεγάλο.
* Bandwidth μνήμης: Αν και δεν σχετίζεται άμεσα με το μέγεθος του χώρου διευθύνσεων, η αυξημένη χρήση μνήμης (τόσο για το πρόγραμμα όσο και για τους πίνακες σελίδας) αυξάνει τη ζήτηση στο εύρος ζώνης μνήμης. Αυτό θα μπορούσε να γίνει μια συμφόρηση απόδοσης εάν το υποσύστημα μνήμης δεν μπορεί να συμβαδίσει.
* Εικονική διαχείριση μνήμης πάνω από το κεφάλι: Η διαχείριση ενός τεράστιου εικονικού χώρου διευθύνσεων προσθέτει πάνω από το κεφάλι στο λειτουργικό σύστημα, καταναλώνοντας κύκλους CPU και ενδεχομένως επηρεάζοντας τη συνολική ανταπόκριση του συστήματος.
Συνοπτικά:
Ένας εικονικός χώρος διευθύνσεων 48-bit προσφέρει ένα σημαντικό πλεονέκτημα όσον αφορά τη διαθέσιμη μνήμη, επιτρέποντας εξαιρετικά μεγάλα προγράμματα και σύνολα δεδομένων. Ωστόσο, αυτό έρχεται με το κόστος της αυξημένης πολυπλοκότητας στη διαχείριση της μνήμης, απαιτώντας εξελιγμένες τεχνικές για την αντιμετώπιση μεγάλων πινάκων σελίδων και ελαχιστοποιούν τις ποινές απόδοσης από τις αποτυχίες TLB και τις περιπάτους πίνακα σελίδων. Οι αποτελεσματικοί αλγόριθμοι διαχείρισης μνήμης, οι μεγάλες TLBs και ενδεχομένως η μετάφραση διευθύνσεων που υποστηρίζεται από υλικό είναι απαραίτητες για την πραγματοποίηση των οφέλη ενός τόσο μεγάλου χώρου διευθύνσεων χωρίς την παράξενη απόδοση. Οι αντισταθμίσεις είναι σημαντικές και απαιτούν προσεκτικές εκτιμήσεις σχεδιασμού συστήματος.
Πνευματικά δικαιώματα © Γνώση Υπολογιστών Όλα τα δικαιώματα κατοχυρωμένα