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·2025
Study of Remote Page Table Entry Caching to Reduce Page Walk Latency in Multi-chip GPUs
Gun Ko, Won Woo Ro
Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
초록

최근 트랜지스터 집적도 향상이 점차 어려워짐에 따라, 단일 GPU의 연산 성능을 지속적으로 향상시키기 위한 방안으로 multi-chip-module (MCM) GPU가 제안되었다. 그러나, MCM GPU는 여러 칩렛이 속도가 느린 오프-칩 인터커넥트를 통해 연결되어 칩렛 간 데이터 전송 시 성능 저하를 초래한다. 본 논문은 가상 메모리 환경에서 페이지 테이블 워크 과정 중 빈번한 리모트 메모리 접근으로 인한 문제를 해결하고자, MCM GPU의 페이지 워크 시 리모트 페이지 테이블 엔트리 (PTE)를 로컬 L2 캐시에 캐싱하는 구조를 제안한다. 제안하는 구조는 리모트 PTE를 로컬 캐시에만 저장하는 방식과 로컬 및 리모트 캐시에 모두 저장하는 두 가지 방법으로 구현되었으며, 이를 바탕으로 각 방식이 페이지 워크 지연 감소에 미치는 효과를 실험을 통해 분석한다. 실험 결과, 두 방식 모두 기존 구조 대비 페이지 워크 지연 시간을 51.8% 이상 단축하였으며 최대 1.7배의 성능 향상을 달성함을 확인하였다. 이러한 결과는 리모트 페이지 워크가 MCM GPU의 주소 변환 성능에 미치는 영향을 시사하며, 효과적인 PTE 캐싱 구조가 성능 개선에 기여할 수 있음을 보여준다.

키워드
Computer scienceLatency (audio)Table (database)Parallel computingOperating systemDatabaseTelecommunications
타입
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게재 연도
2025