The increasingly more data-intensive workloads imposed on cloud computing are calling for fundamental changes in the computer architecture level. The current machine-oriented architectures, where hardware resources, such as main processors, accelerators, and memory, are rigidly tied to a machine, do not allow flexible resource management. Disaggregated architectures propose breaking the tight bonding of the compute and storage components inside a machine. Each component becomes a node on a high- bandwidth fabric interconnect network and is managed in resource pools of its type. The disaggregated architecture cloud can be flexibly scaled in a fine-grained manner to react to the demanded workload. However, the architectures are often inaccessible to researchers as they employ specialized hardware or require a large-scale investment to set up a testing environment. This dissertation presents the design and implementation of a simulator for disaggregated architectures called DisaggSim. We generalize existing disaggregated architectures and design an extensible and detailed simulation model. Also, we implement the simulator on top of gem5, a broadly-used system simulator in the research community. Through our evaluation, we demonstrate that DisaggSim can be used to evaluate various performance characteristics of a given disaggregated architecture specification. We publicly release the simulator to facilitate rapid prototyping and evaluation of research on disaggregated architectures.
더욱 늘어나는 데이터 집약적 작업량은 클라우드 컴퓨팅으로 하여금 컴퓨터 아키텍처 수준의 기본적인 변화를 요구하고 있다. 메인 프로세서, 가속기, 메모리와 같은 하드웨어 자원이 한 머신에 견고하게 묶여있는 현재의 머신-지향 아키텍처는 자원관리에 효율적이지 못하다. 개별분리 아키텍처(disaggregated architecture)는 기존에 연산 장치와 저장 장치의 견고한 결집을 깨는 것을 제안한다. 각 장치들은 고 대역폭 패브릭 인터커넥트의 노드로써 존재하고, 각 종류별 자원 풀(pool)로 관리된다. 개별분리 아키텍처 클라우드는 작업량의 요구에 따라 규모를 세밀하게 가감할 수 있다. 그러나 개별분리 아키텍처는 실험 환경 구축을 위해 특별한 하드웨어 또는 대규모의 투자가 필요하기 때문에 연구자들이 쉽게 접근할 수 없었다. 따라서, 본 논문에서는 DisaggSim 이라는 개별분리 아키텍처 시뮬레이터의 설계와 구현을 제시한다. 우리는 연구 커뮤니티에서 광범위하게 사용되고 있는 시뮬레이터인 gem5를 기반으로 DisaggSim을 구현했다. 우리는 실험을 통해서 DisaggSim이 주어진 개별분리 명세서에 따라 다양한 성능 특성을 실험할 수 있음을 보였다. 뿐만 아니라, 개별분리 아키텍처의 빠른 시제품 제작과 평가를 할 수 있도록 우리는 이러한 시뮬레이터를 공개한다.
