전통적으로 운영체제는 물리 메모리 관리를 위해 지연 버디 시스템(lazy buddy system)을 사용한다. 하지만 본 연구진은 지연 버디 시스템이 대용량 메모리를 탑재한 멀티코어 시스템에서는 예측 가능한 응답 시간과 성능을 제공하지 못함을 관찰하였다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 역 버디 시스템(inverse buddy system)이라는 새로운 메모리 관리자를 제안한다. 제안된 메모리 관리자는 다음 두 가지 특징을 제공한다. 첫째, 각 페이지 프레임을 독립적으로 관리하며, 하향식 검색을 통해 단일 페이지 프레임 할당을 O(1) 시간에 처리한다. 둘째, 메모리 공간을 여러 개의 버디 공간들로 관리하며, 이를 통해 멀티코어에서 야기되는 락 충돌(lock contention)을 줄였다. 제안된 기법은 32GB 메모리와 16개의 코어로 구성된 시스템에서 구현하였으며, 성능 평가 결과 제안한 기법이 기존 기법에 비해 응용의 성능이 최대 42%, 평균 19% 향상되었음을 확인하였다.
Traditionally, a variety of operating systems make use of the lazy buddy system for managing physical memory. However, we have observed that the lazy buddy system does not go well with the multicore systems equipped with large memory in terms of predictability and performance. To overcome these problems, we propose a novel memory manager, called inverse buddy system, that supports the following two features. First, it manipulates each page frame individually and conducts a downward search allowing a page frame allocation to be done in O(1). The second feature is that it divides physical memory into several buddy spaces, alleviating the lock contentions caused by multiple cores. Performance evaluation results based on an experimental system with 16 cores and 32GB memory have shown that the inverse buddy system can improve the performance of applications by up to 42% with an average of 19%, compared with the lazy buddy system.
