Large pages are commonly deployed to reduce address translation overheads for big-memory workloads. Modern x86-64 processors from Intel and AMD support two large page sizes -- 1GB and 2MB. However, previous works on large pages have primarily focused on 2MB pages, partly due to lack of substantial evidence on the profitability of 1GB pages to real-world applications. We argue that in fact, inadequate system software support is responsible for a decade of underutilized hardware support for 1GB pages. Through extensive experimentation on a real system, we demonstrate that 1GB pages can improve performance over 2MB pages, and when used in tandem with 2MB pages for an important set of applications; the support for the latter is crucial but missing in current systems. Our design and implementation of \trident{} in Linux fully exploit hardware supported large pages by dynamically and transparently allocating 1GB, 2MB, and 4KB pages as deemed suitable. \trident{} speeds up eight memory-intensive applications by {$18\%$}, on average, over Linux's use of 2MB pages. We also propose \tridentpv{}, an extension to \trident{} that effectively virtualizes 1GB pages via copy-less promotion and compaction in the guest OS. Overall, this paper shows that even GB-sized pages have considerable practical significance with adequate software enablement, in turn motivating architects to continue investing/innovating in large pages.

中文翻译：

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在Trident中利用三个页面大小的架构支持

通常部署大页面以减少大内存工作负载的地址转换开销。Intel和AMD的现代x86-64处理器支持两个大页面大小-1GB和2MB。但是，以前在大页面上进行的工作主要集中在2MB页面上，部分原因是缺乏大量证据证明1GB页面对实际应用程序的获利能力。我们认为，实际上，系统软件支持不足导致了对1GB页面的未充分利用的硬件支持十年。通过在真实系统上的大量实验，我们证明了1GB的页面可以提高性能超过2MB的页面，并且与2MB的页面一起用于重要的应用程序集时可以提高性能。对后者的支持至关重要，但在当前系统中却缺少。我们在Linux中\ trident {}的设计和实现，通过动态透明地分配认为合适的1GB，2MB和4KB页面来充分利用硬件支持的大页面。与Linux对2MB页面的使用相比，\ trident {}可以将八个内存密集型应用程序平均提高{$ 18 \％$}。我们还建议使用\ tridentpv {}，它是\ trident {}的扩展，可通过在来宾操作系统中进行无拷贝升级和压缩来有效地虚拟化1GB页面。总体而言，本文表明，即使具有GB大小的页面，也具有足够的软件支持也具有相当大的实际意义，反过来又激发了架构师继续在大页面上进行投资/创新。使用2MB页面。我们还建议使用\ tridentpv {}，它是\ trident {}的扩展，可通过在来宾操作系统中进行无拷贝升级和压缩来有效地虚拟化1GB页面。总体而言，本文表明，即使具有GB大小的页面，也具有足够的软件支持也具有相当大的实际意义，反过来又激发了架构师继续在大页面上进行投资/创新。使用2MB页面。我们还建议使用\ tridentpv {}，它是\ trident {}的扩展，可通过在来宾操作系统中进行无拷贝升级和压缩来有效地虚拟化1GB页面。总体而言，本文表明，即使具有GB大小的页面，也具有足够的软件支持也具有相当大的实际意义，反过来又激发了架构师继续在大页面上进行投资/创新。