CSR: Small: Elastic Soft State Cache as an OS Service

CSR:小型:弹性软状态缓存作为操作系统服务

基本信息

  • 批准号:
    2330831
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 60万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2024
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2024-01-01 至 2026-12-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

To efficiently serve user requests, cloud applications cache soft-state data in memory. Data is considered “soft state” when it is helpful only for efficiency and losing it would not lead to functional issues. Soft state is ubiquitously used as it enables applications to trade off memory for better performance, and performance gains often grow with the amount of memory provisioned. Today’s systems provision memory statically to applications to prevent their cached data from growing unbounded and draining the server’s memory. It is extremely hard, however, for static memory provisioning to be able to address each application’s soft-state needs while simultaneously maximizing the use of global memory. Dynamic provisioning is challenging as current systems are unable to safely and efficiently add/remove memory between applications. This project builds a new virtual memory abstraction for soft-state caching (referred to as “soft memory’”), as well as a soft memory management system called Midas, enabling application developers to easily register their soft-state data with the Midas API and leave cache management and dynamic scaling to the OS kernel. Under Midas, soft-state caching is no longer application-specific; instead, it is provided by the OS kernel as a service. Modern society is relying increasingly on cloud platforms where memory is heavily underutilized. On the application side, most cloud applications need to cache intermediate results or soft-state data; more memory can significantly boost their throughput and reduce their latency. However, existing cloud systems provision memory statically, leading to memory waste. Simultaneously, the caching needs of many memory-hungry applications are not being satisfied. This project develops a new soft-state caching system, providing caching to all applications as an operating system service. Such a service can significantly improve memory utilization for the cloud, leading to monetary cost savings. In the meantime, it improves the performance of individual applications running on the cloud by letting them opportunistically use more memory, resulting in improved user experiences. The project also makes efforts in education and diversity by incorporating research into courses and recruiting and training junior researchers from underrepresented groups.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
为了有效地服务用户请求,云应用程序将软状态数据缓存在内存中,当数据仅对效率有帮助并且丢失它不会导致功能问题时,它会被广泛使用,因为它使应用程序能够执行以下操作。牺牲内存以获得更好的性能,并且性能增益通常会随着所配置的内存量的增加而增长,以防止其缓存数据无限制地增长并耗尽服务器的内存,但这对于静态内存来说非常困难。供应能够满足每个应用程序的软状态需求,同时最大限度地利用全局内存是具有挑战性的,因为当前系统无法安全有效地在应用程序之间添加/删除内存。该项目为软状态构建了新的虚拟内存抽象。 -状态缓存(称为“软内存”),以及称为 Midas 的软内存管理系统,使应用程序开发人员能够轻松地使用 Midas API 注册其软状态数据,并将缓存管理和动态扩展留给操作系统内核下。 Midas,软状态缓存不再是特定于应用程序的;相反,它是由操作系统内核作为服务提供的。在应用程序方面,大多数云应用程序都需要充分利用内存。缓存中间结果或软状态数据;更多的内存可以显着提高其吞吐量并减少延迟。但是,现有的云系统静态提供内存,同时导致许多内存密集型应用程序的缓存需求得不到满足。 .这个项目开发了一种新的软状态缓存系统,将缓存作为操作系统服务提供给所有应用程序,这样的服务可以显着提高云的内存利用率,从而节省资金成本,同时提高单个应用程序运行的性能。该项目还通过将研究纳入课程以及招募和培训来自代表性不足群体的初级研究人员,在教育和多样性方面做出了努力。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并得到了认可。被认为值得通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估来获得支持。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Harry Xu其他文献

Accelerating Graph Mining Systems with Subgraph Morphing
通过子图变形加速图挖掘系统
A Tale of Two Paths: Toward a Hybrid Data Plane for Efficient Far-Memory Applications
两条路径的故事:走向高效远程内存应用的混合数据平面
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Lei Chen;Shi Liu;Chenxi Wang;Haoran Ma;Yifan Qiao;†. ZheWang;†. ChenggangWu;Youyou Lu;†. XiaobingFeng;Huimin Cui;Shan Lu;Harry Xu
  • 通讯作者:
    Harry Xu
This paper is included in the Proceedings of the 21st USENIX Symposium on Networked Systems Design and Implementation.
本文收录于第 21 届 USENIX 网络系统设计与实现研讨会论文集。
Zenix: Efficient Execution of Bulky Serverless Applications
Zenix:高效执行大型无服务器应用程序
  • DOI:
    10.1190/tle36030208.1
  • 发表时间:
    2022-06-27
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.3
  • 作者:
    Zhiyuan Guo;Zachary Blanco;Mohammad Shahrad;Zeru Wei;Bili Dong;Jinmou Li;Ishaan Pota;Harry Xu;Yiying Zhang
  • 通讯作者:
    Yiying Zhang
Parcae: Proactive, Liveput-Optimized DNN Training on Preemptible Instances
  • DOI:
    10.48550/arxiv.2403.14097
  • 发表时间:
    2024-03-21
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jiangfei Duan;Ziang Song;Xupeng Miao;Xiaoli Xi;Dahua Lin;Harry Xu;Minjia Zhang;Zhihao Jia
  • 通讯作者:
    Zhihao Jia

Harry Xu的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Harry Xu', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: CNS Core: Medium: Reinvented Data Plane for Memory-Disaggregated Datacenters
协作研究:CNS 核心:中:为内存分解数据中心重新发明数据平面
  • 批准号:
    2106838
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CNS Core: Small: Offline Inference for Ultra-Efficient Memory Management
CNS 核心:小型:离线推理以实现超高效内存管理
  • 批准号:
    2128653
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CNS Core: Small: Offline Inference for Ultra-Efficient Memory Management
CNS 核心:小型:离线推理以实现超高效内存管理
  • 批准号:
    2128653
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CNS Core: Small: Semeru: A memory-disaggregated managed runtime
CNS 核心:小型:Semeru:内存分解的托管运行时
  • 批准号:
    2007737
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CSR: Small: Improved Memory Management for Object-Oriented Big Data Systems
CSR:小:改进面向对象大数据系统的内存管理
  • 批准号:
    1907352
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CSR: Small: Improved Memory Management for Object-Oriented Big Data Systems
CSR:小:改进面向对象大数据系统的内存管理
  • 批准号:
    1613023
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Medium: Collaborative Research: Improved Performance Testing and Debugging
SHF:中:协作研究:改进的性能测试和调试
  • 批准号:
    1409829
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CSR: Small: Runtime System Support for Automated Object Recycling
CSR:小型:运行时系统支持自动对象回收
  • 批准号:
    1321179
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

小分子代谢物Catechin与TRPV1相互作用激活外周感觉神经元介导尿毒症瘙痒的机制研究
  • 批准号:
    82371229
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
DHEA抑制小胶质细胞Fis1乳酸化修饰减轻POCD的机制
  • 批准号:
    82301369
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
SETDB1调控小胶质细胞功能及参与阿尔茨海默病发病机制的研究
  • 批准号:
    82371419
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
PTBP1驱动H4K12la/BRD4/HIF1α复合物-PKM2正反馈环路促进非小细胞肺癌糖代谢重编程的机制研究及治疗方案探索
  • 批准号:
    82303616
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

SBIR Direct Phase II: Nature Inspired Biphasic Glue for Dura Repair
SBIR Direct Phase II:用于硬脑膜修复的自然双相胶水
  • 批准号:
    10489915
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
Biodegradable elastic patches for congenital diaphragmatic hernia treatment
用于治疗先天性膈疝的可生物降解弹性补片
  • 批准号:
    10353597
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
SBIR Direct Phase II: Nature Inspired Biphasic Glue for Dura Repair
SBIR Direct Phase II:用于硬脑膜修复的自然双相胶水
  • 批准号:
    10707091
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
Enzyme Therapy for PXE: Breaking the Barrier of Ectopic Calcification
PXE 酶疗法:打破异位钙化的障碍
  • 批准号:
    10527964
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
Biodegradable elastic patches for congenital diaphragmatic hernia treatment
用于治疗先天性膈疝的可生物降解弹性补片
  • 批准号:
    10667413
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 60万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了