Design Tradeoffs for Software Managed TLB

논문 : Design_Tradeoffs_for_Software_Managed_TLB.pdf

Introduction

1. 소프트웨어 TLB 구현 시 장점

   1. 하드웨어가 간단해진다.
   2. 페이지 테이블의 구조가 Flexible

2. 소프트웨어 TLB 구현 시 단점

   1. 엔트리를 다시 채우는 시간이 느림
3. 현재 운영체제는 미스되는 경우가 많음(많은 프로그램이 동작하게 되고 Context Switching이 자주 발생하게 되므로)
4. TLB miss Handling 알고리즘이 효율적으로 작성되어야 함

Motivation

1. Use of mapped memory by kernel
   mapped memory 방식은 TLB에 의존함
   mapped memory 방식을 사용하는 경우 62%나 더 많은 miss handling time을 가짐
2. Functionality Placement
   기존의 OS에서는 OS 서비스는 커널 내에 존재하게 되고, 커널 데이터 구조는 Virtual Space에 mapping
   OS 서비스를 User Task 쪽으로 옮기는 것이 OS의 유연성과 확장성을 향상시키며, OS 서비스가 요구하는 Program Text와 데이터들은 mapped
   TLB가 이런 User Tasks에서 공유되므로 충돌이 발생함
   OS 서비스가 커널에 존재하는 것보다 User 영역에 존재하는 것이 더 나은 성능을 보임
3. Functionality Range
   많은 OS에서 추가적인 서비스를 하는데 이런 서비스들은 TLB를 필요로 함. 특히나 Distributed File Service의 경우에는 TLB의 handling time을 증가시킴