--- title: image: description: tags: Paper , PIM --- # [Improving Path Lookup and File Access of NVMM-Based File Systems with PIM](https://drive.google.com/file/d/1WBIfQl3Qvrz2cIou4k2sOQev_4q6GkgX/view?fbclid=IwAR2iLEBOrXahAr8One0QPrJkTdsaSITxjizDHO4S-92_et5JYkEE6Yg3aJ4) ## [Storage Memory Paper Pool](https://hackmd.io/@TsenEN/rkToMCQMD) This link will have many papers about Non-volatile memory(NVM)、Process in memory(PIM). ## Abstract $1.$ NVM 興起使 main memory and storage 界線模糊，NVM 兼具了接近 DRAM 的access 速度跟 Bytes addressable 並且更加地便宜，也具備 Non-volatility，所以==main memory(If NVM replace DRAM) 可以直接作為速度很快的 storage。== $2.$ 傳統檔案系統不在意軟體效能因為 overhead 都在如何搬運資料，現在搬資料速度可以被 NVM 所優化，軟體就會出許多問題，過去許多研究專家針對 NVM 來做出 Flie system，但這篇作者發現==在做 path lookup 時會有不正常情況的 memory access，除此之外當 least level cache 無法負荷 file size ，造成 external memory access ，這不僅耗更多的電，在效能上會更慢。== $3.$ 針對 $2.$ 所提出的問題，作者提出 ==PHSIM ，利用 process in memory(PIM) 來處理 path lookup and file access==，直接針對資料搬運所造成的 energy consumption 跟 delay 來優化，論文實驗結果指出透過 ==PHSIM 可以提升 41% performance 並減少 40% energy consumption (相較於傳統馮紐曼架構)。== ## 1. Intronduction $4.$ 馮紐曼架構將處理(運算)資料的原件組合稱為 processing unit 而放資料的原件組合稱為 memory unit，這存在一個 issue ，==memory wall，因為兩個 unit 之間速度差異過大==，根據統計，1986 年到 2000 年間，處理器的效能每年以 55% 的幅度在成長，但相對的，記憶體僅有每年 10% 的速度增長，這會出現一種情況是 CPU 在等待資料搬運到 cache ，這是一種昂貴的等待，至今仍有許多研究人員在破除這道牆。 [進一步說明 memory wall 的問題並點出 PIM] $5.$ 當 memory 數據傳輸的速率遠慢於 CPU 處理資料的速度時，這會使 CPU 大多時間都浪費在等待資料傳輸完成，==所以即使 CPU 速度再快仍然會受限於傳輸 memory 數據的速度，整體效率仍然受到限制==。這就是先前所提到的 memory wall ，根本原因是因為資料搬動，並且當資料搬動時不僅會造成效率低慢，耗電也是一大問題，故有許多研究人員提出 ==processing-in-memory (PIM) 也稱為 near-data processing (NDP) 或 near-memory computing。== [介紹 PIM] $6.$ 在　PIM　架構中，會將邏輯處理單元 (logic processing unit) 放入 memory subsystem 來做運算，可以透過 memory array 特點來直接運算。因此 PIM 可以避免資料傳輸，可以直接運算在附近的資料，我們通常將這種在 PIM 的邏輯處理單元 (logic processing unit)稱為 PIM processing logic、PIM core、PIM engine。除此之外在 PIM processing logic 所運行的程式會根據設計不同而有所不一樣。 PIM processing logic 可能負責執行部分應用程序，或只是整個應用程序，甚至只有一條指令都有可能是它負責。而部分由 PIM processing logic 所執行的程序，我們稱為 PIM Kernel。除此之外 ==as the granularity of the PIM kernel is finer, the communication between the host CPU and PIM are more frequent. This is a trade-off on the PIM design==這句看不懂 [說明 PIM 帶來的好處] $7.$ 因為 PIM 架構允許我們在本地直接運算數據，所以我們可以通過 PIM 技術來有效的減少數據移動。