云盘算底子-大页内存

大页内存功能概述

什么是大页内存

简单来说，就是通过增大操作体系页的巨细来减小页表，从而避免快表缺失
主要应用场景
主要运用于内存密集型业务的假造机，比如对于运行数据库体系的假造机，接纳HugePages(大页)后，可以提拔数据库的整体性能(越20%)，并有效减小性能抖动
内存基本概念

CPU访问内存时，是去通过寻址去访问内存的，寻址最终寻的是内存的物理地址，物理地址是通过假造地址映射出去的，在这里引入了一个内存管理单元，内存管理单元的核心思想是利用假造地址代替物理地址，内存管理单元将物理地址和假造地址按照固定巨细分割成一个个页，或者叫页表，CPU在访问内存时，先访问假造地址，再到物理地址的一个访问过程
为了提高地址变换速度，可在地址变换机构中，增设一个具有并行查找能力的特殊高速缓存：块表（TLB：页表寄存器缓冲），用以存放当前访问的那些页表项，由于本钱的关系，块表不可能做的很大，通常只存放16~512个页表项

页表存放在内存中，快表存放在高速缓冲曲，速度比内存快很多，当CPU访问内存时，尽可能命中高速缓存区的快表，从而提高假造机的寻址速度
为什么必要大页内存

在Linux操作体系上运行内存需求量较大的应用步伐时，由于其接纳的默认页面巨细为4KB，因而将会产生较多的TLB miss和缺页中断，从而大大影响应用步伐性能（也就是说，由于TLB巨细考虑本钱关系，一样平常最大也就512个页表，而操作体系默认页面巨细为4K，如果此时假造机所必要的内存这512个页表放不下了，此时，就会向内存中的页表去寻址，此时假造机性能将会低落）
当操作体系以2MB甚至更大作为分页的单位时，将会大大淘汰TLBmiss和缺页中断的数目，显著提高应用步伐的性能，这也正是Linux内核引入大页面的直接缘故原由（本来一个页对应4KB的内存，假造机必要访问8KB的内存时，就必要占用两个快表，修改默认页巨细为2MB时，假造机访问2MB的内存页仅仅占用1个快表）
TLB存储极限时，就会发生TLB Miss，之后，OS就会命令CPU去访问内存的页表，如果频仍的出现TLB miss，步伐的性能会下降的很快，为了让TLB可以存储更多的页地址映射关系，我们的做法是调大内存分页巨细
简单描述

CPU是通过寻址去访问内存的，内存的地址也是保存在内存中的，但CPU的速度要比内存速度快非常多，为了提高CPU的寻址速度而新增了一个模块：TLB（页表寄存器缓冲），以加快CPU的寻址速度，CPU在访问内存时优先在TLB中查找内存地址，当TLB中找不到内存地址时才会去内存中查找，由于本钱的关系，块表不可能做的很大，通常只存放16~512个页表项。
一样平常情况下，内存默认页面巨细为4KB，纵然512个页表项也放不了多少内存地址，如果CPU在TLB中没有查询到内存地址就会去内存中去查找，从而产生TLB miss，假造机性能仍旧无法得到最大的提拔。
而大页内存就是将将传统的小页面（通常为4KB）替换为更大的页面（通常为2MB或更大），每个页表项对应的物理内存范围也更大，因此可以淘汰页表项的数目，从而低落TLB miss 的概率。





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