读取吞吐狂飙452倍!全新CRAM内存压缩技术突破瓶颈:逼近原生DRAM

驱动之家
 来自北京

快科技10月8日消息,Meta工程团队在布拉格举行的Linux Plumbers Conference上,提出了一项名为CRAM(Compressed RAM)的全新内存压缩架构,在纯读取场景下吞吐效能相比现有ZRAM暴涨452倍,速度几乎逼近原生DRAM。

目前Linux系统中提升可用内存容量的主流方案是ZRAM和zswap,但两者本质上仍建构在Swap交换层逻辑之上。系统读取压缩数据时需要触发分页错误中断,再从虚拟块设备中提取并解压,软件层开销成为瓶颈。

主导CRAM研发的工程师Gregory Price指出,内存压缩和解压缩本身在现代硬件上的运算开销微乎其微,真正拖慢系统响应的致命伤在于处理分页错误和Swap机制的软件层代价。

CRAM的核心思路是将压缩数据完全留在内存内,当作物理内存处理,而非传统的块设备。

具体实现上,CRAM利用Linux原生机制构建一个专属的私有NUMA节点,角色类似于虚拟的影子CPU。这使得内核无须将其模拟为存储块设备,可直接沿用既有的内存管理机制,包括内存迁移和气球膨胀机制。

CRAM支持完整的Cacheline与Byte级访问,基准测试中,纯读取模式下最差情况可达每秒4.89亿次操作,而ZRAM仅为每秒110万次操作,领先452倍。

即使加入20%写入负载,由于压缩数据无法直接原位覆写,必须通过分页错误将Folio移回原生NUMA节点,但该最差情境下CRAM速度仍为ZRAM的5.4倍。

读取吞吐狂飙452倍!全新CRAM内存压缩技术突破瓶颈:逼近原生DRAM

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