Compressed ramdisk as a service to avoid double memory compression in virtualized environments

Abstract

메모리 압축 기술은 메모리 공간의 특정 영역을 압축하여 비싼 RAM 공간을 완전히 활용하게 한다. 최근 들어 많은 운영체제에서 이 기술을 도입하고 있다. 가상머신에서는 RAM 공간은 제한적인 자원이기 때문에, 메모리 압축 기술은 가상 머신에서도 유용하다. 이 논문에서 호스트와 게스트 OS에서 모두 메모리 압축을 수행할 때 발생하는 이중 메모리 압축 문제에 대해 밝혀낸다. 두 번째 압축되는 페이지는 압축률이 낮으므로, 이미 압축된 페이지를 다시 압축하는 것은 효과적이지 못하다. 이를 해결하기 위해 우리는 하이퍼바이저로부터 제공되는 압축 램디스크를 제안한다. 압축 램디스크를 사용하는 시스템에서는 메모리 압축은 호스트 OS에서만 이루어지며 결과적으로 이중 메모리 압축은 발생하지 않는다. 기존에 사용되던 방법인 게스트에서 zram을 이용해 메모리 압축을 하는 것은 이중 메모리 압축 문제가 발생할 수 있다. 마이크로 벤치마크를 이용한 실험 결과 압축 램디스크의 사용은 게스트에서 zram을 이용하는 것보다 성능이 최대 16.1% 향상되었다.

Memory compression techniques compress certain portions of memory space to fully utilize expansive RAM space. In recent years, these techniques are adopted by many popular operating systems. Memory compression is also useful on virtual machines because the space of RAM is limited. We have uncovered the double memory compression problem which happens when Host and Guest OSes both perform memory compression. Since the compression ratios of doubly compressed pages are low, compressing the already compressed pages may not be effective. We propose a Compressed Ramdisk as a service provided only by the hypervisor

in this system memory compression is conducted only on Host OS, and thus double compression is not performed. Our experimental study with our microbenchmark suggests that the use of the compressed ramdisk lead to up to 16.1% performance improvements compared with the case where Guest OS compresses its own memory using zram, which is double memory compression vulnerable.