8/12/2019 Dsm Shared Memory

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D i s t r i b u t e d S h a r e d M e m o r y :

W h e r e W e A r e a n d W h e r e W e S h o u l d B e H e a d e d

J o h n B . C a r t e r

D i l i p K h a n d e k a r

L i n u s K a m b

C o m p u t e r S y s t e m s L a b o r a t o r y

U n i v e r s i t y o f U t a h

A b s t r a c t

I t h a s b e e n a l m o s t t e n y e a r s s i n c e t h e b i r t h o f t h e

r s t d i s t r i b u t e d s h a r e d m e m o r y ( D S M ) s y s t e m , I v y .

W h i l e s i g n i c a n t p r o g r e s s h a s b e e n m a d e i n t h e a r e a

o f i m p r o v i n g t h e p e r f o r m a n c e o f D S M a n d D S M h a s

b e e n t h e f o c u s o f s e v e r a l d o z e n P h D t h e s e s , i t s o v e r -

a l l i m p a c t o n \ r e a l " u s e r s a n d a p p l i c a t i o n s h a s b e e n

s m a l l . T h e g o a l o f t h i s p a p e r i s t o p r e s e n t o u r p o s i -

t i o n o n w h a t r e m a i n s t o b e d o n e b e f o r e D S M w i l l h a v e

a s i g n i c a n t i m p a c t o n r e a l a p p l i c a t i o n s . M o r e s p e c i -

c a l l y , w e r e e c t o n w h a t w e b e l i e v e h a v e b e e n t h e m a j o r

a d v a n c e s i n t h e a r e a , w h a t t h e i m p o r t a n t o u t s t a n d i n g

p r o b l e m s a r e , a n d w h a t w o r k n e e d s t o b e d o n e . F i -

n a l l y , w e d e s c r i b e a m o d e s t s t e p t o w a r d s s o l v i n g t h e s e

p r o b l e m s , t h e Q u a r k s D S M s y s t e m .

1 H o w W e G o t t o W h e r e W e A r e

I n 1 9 8 6 , K a i L i p u b l i s h e d h i s P h D d i s s e r t a t i o n e n -

t i t l e d , \ S h a r e d V i r t u a l M e m o r y o n L o o s e l y C o u p l e d

M i c r o p r o c e s s o r s , " t h u s o p e n i n g u p t h e e l d o f r e -

s e a r c h t h a t i s n o w k n o w n a s d i s t r i b u t e d s h a r e d m e m -

o r y o r D S M . A l t h o u g h l o o k i n g b a c k a t t h i s w o r k a f t e r

t e n y e a r s m a y m a k e i t s e e m o b v i o u s ( d e m a n d p a g -

i n g + c o h e r e n c e = D S M ) , w e b e l i e v e t h a t t h i s i s

m o r e a t r i b u t e t o t h e q u a l i t y o f t h e w o r k t h a n a n y -

t h i n g e l s e . S i n c e t h i s w o r k , t h e r e h a s b e e n a h u g e

a m o u n t o f w o r k d o n e t o e x t e n d t h e i d e a t o o t h e r a r e a s

( e . g . , d i s t r i b u t e d o b j e c t b a s e d s y s t e m s 1 4 , 5 , 1 , 2 0 , 1 0 ]

a n d o p e r a t i n g s y s t e m s 2 3 , 7 , 2 ] ) a n d t o i m p r o v e i t s

p e r f o r m a n c e 1 1 , 4 , 2 4 , 1 5 ] . H o w e v e r , t h e i m p a c t o f

T h i s r e s e a r c h w a s s u p p o r t e d i n p a r t b y t h e N a t i o n a l S c i e n c e

F o u n d a t i o n u n d e r G r a n t C C R - 9 3 0 8 8 7 9 a n d b y t h e A d v a n c e d

R e s e a r c h P r o j e c t s A g e n c y ( A R P A ) , m o n i t o r e d b y t h e D e p a r t -

m e n t o f t h e A r m y , u n d e r C o n t r a c t D A B T 6 3 { 9 4 { C { 0 0 5 8 . T h e

o p i n i o n s a n d c o n c l u s i o n s c o n t a i n e d i n t h i s a r t i c l e a r e t h o s e o f

t h e a u t h o r s a n d s h o u l d n o t b e i n t e r p r e t e d a s r e p r e s e n t i n g o -

c i a l v i e w s o r p o l i c i e s o f t h e A d v a n c e d P r o j e c t s R e s e a r c h A g e n c y ,

t h e U . S . G o v e r n m e n t , o r t h e U n i v e r s i t y o f U t a h .

D S M o n n o n - r e s e a r c h u s e r s a n d a p p l i c a t i o n s h a s b e e n

v e r y s m a l l . W h y i s t h a t ?

T h e e a r l i e s t D S M s y s t e m s 1 7 , 1 1 , 1 4 , 7 ] p r o v i d e d

t h e b a s i c f u n c t i o n a l i t y o f a v i r t u a l l y s h a r e d a d d r e s s

s p a c e s p a n n i n g a n e t w o r k o f m a c h i n e s , b u t t h e i r u s e

o f t h e s a m e c o h e r e n c e p r o t o c o l s a s s h a r e d m e m o r y

h a r d w a r e r e s u l t e d i n p o o r p e r f o r m a n c e f o r a p p l i c a -

t i o n s w i t h e v e n a m o d e r a t e a m o u n t o f n e - g r a i n e d

s h a r i n g . T h e r e a s o n s f o r t h i s w e r e t h a t t h e u n i t o f c o -

h e r e n c e t e n d e d t o b e l a r g e ( p a g e s i n t h e c a s e o f I v y 1 7 ]

a n d M i r a g e 1 1 ] a n d o b j e c t s i n t h e c a s e o f E m e r a l d 1 4 ]

a n d C l o u d s 7 ] ) , t h e m e c h a n i s m s u s e d t o m a i n t a i n c o -

h e r e n c e w e r e h e a v y w e i g h t ( p a g e f a u l t i n g i n t h e c a s e o f

I v y , M i r a g e , a n d C l o u d s o b j e c t m i g r a t i o n i n t h e c a s e

o f E m e r a l d ) , a n d t h e n u m b e r o f c o h e r e n c e a c t i o n s , a n d

t h u s t h e a m o u n t o f c o m m u n i c a t i o n , w a s e x c e s s i v e ( d u e

t o t h e f r e q u e n t r e a d m i s s e s i n d u c e d b y s e q u e n t i a l l y

c o n s i s t e n t w r i t e - i n v a l i d a t e p r o t o c o l s i n I v y a n d M i r a g e

a n d t h e f r e q u e n c y o f o b j e c t i n v o c a t i o n i n C l o u d s a n d

E m e r a l d ) . S e v e r a l p e r f o r m a n c e o p t i m i z a t i o n s w e r e i n -

t r o d u c e d t o c o m b a t t h e s e p r o b l e m s , i n c l u d i n g o b j e c t

l o c k i n g i n C l o u d s , u s e r - s p e c i a b l e o b j e c t p l a c e m e n t

i n E m e r a l d , a n d r e q u e s t f r e e z i n g i n M i r a g e , b u t t h e s e

o p t i m i z a t i o n s o n l y m a d e a s m a l l d e n t i n t h e p r o b l e m

a n d r e s e a r c h i n t o D S M s y s t e m s h i t a l u l l .

T h e s e c o n d m a j o r l e a p i n D S M r e s e a r c h c a m e w h e n

r e s e a r c h e r s a d o p t e d t h e r e l a x e d c o n s i s t e n c y m o d e l s

d e v e l o p e d f o r s h a r e d m e m o r y h a r d w a r e a n d b e g a n t o

t a k e a d v a n t a g e o f t h e g r e a t e r e x i b i l i t y p o s s i b l e i n a

s o f t w a r e i m p l e m e n t a t i o n o f c o h e r e n c e 4 , 1 5 , 2 4 , 2 0 ] .

T h e m a j o r c o n t r i b u t i o n s o f M u n i n 4 ] , T r e a d M a r k s 1 5 ] ,

M i d w a y 2 4 ] a n d D i S O M 2 0 ] w e r e a d r a m a t i c r e d u c -

t i o n i n t h e a m o u n t o f c o h e r e n c e m e s s a g e s r e q u i r e d

t o m a i n t a i n c o n s i s t e n c y 4 , 1 5 ] a n d a r e d u c t i o n i n t h e

o v e r h e a d o f t h e b a s i c D S M m e c h a n i s m s 2 4 ] . S u d d e n l y

a f a r w i d e r s p e c t r u m o f p r o g r a m s c o u l d b e u s e f u l l y

s o l v e d u s i n g D S M , e v e n t o t h e p o i n t w h e r e m o d e r a t e -

g r a i n e d p r o g r a m s c o u l d b e s o l v e d a s q u i c k l y u s i n g a

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s o f t w a r e D S M s y s t e m a s u s i n g d e d i c a t e d s h a r e d m e m -

o r y h a r d w a r e 8 ] . T h i s f u n d a m e n t a l i m p r o v e m e n t i n

D S M p e r f o r m a n c e b r o u g h t w i t h i t a n o t h e r r u s h o f

r e s e a r c h e o r t s a i m e d a t o v e r c o m i n g t h e n e w b o t t l e -

n e c k s t h a t w e r e e x p o s e d a n d e x t e n d i n g D S M i n t o y e t

n e w a r e a s 1 6 , 1 2 , 9 , 1 0 ] , b u t i t i s o u r o p i n i o n t h a t d e -

s p i t e t h e r e c e n t u r r y o f r e s e a r c h p u b l i s h e d i n t h e a r e a ,

D S M i s o n c e a g a i n a b o u t t o h i t a l u l l . A l t h o u g h t h e r e

a r e a n u m b e r o f o n g o i n g e o r t s t h a t w e w o u l d j u d g e t o

h a v e t h e p o t e n t i a l t o m a k e a n o t h e r f u n d a m e n t a l l e a p

i n D S M p e r f o r m a n c e a n d u s a b i l i t y , r e c e n t r e s u l t s s e e m

t o b e o f t h e d e l t a - i m p r o v e m e n t v a r i e t y r a t h e r t h a n t h e

f u n d a m e n t a l l e a p s n e e d e d t o s i g n i c a n t l y i n c r e a s e t h e

f u n c t i o n a l i t y a n d i m p a c t o f D S M . E v e n w o r s e , t h e n e t

c o m m e r c i a l i m p a c t o f D S M r e m a i n s l i m i t e d t o a s m a l l

n u m b e r o f c o m m e r c i a l o p e r a t i o n s 1 5 , 1 9 ] a n d i n t e r n a l

r e s e a r c h p r o j e c t s a t a n u m b e r o f w o r k s t a t i o n v e n d o r s

( e . g . , S G I a n d I B M ) . A l t h o u g h w e k n o w o f a r e l a t i v e l y

l a r g e n u m b e r o f c o m p a n i e s w h o h a v e e x p r e s s e d a n i n -

t e r e s t i n h o w D S M m i g h t b e u s e d t o s o l v e t h e i r p r o b -

l e m s ( n a m e s o m i t t e d t o p r o t e c t t h e g u i l t y ) , w e f e a r

t h a t w i t h o u t f u r t h e r p r o g r e s s D S M w i l l r e m a i n a n a c a -

d e m i c n o v e l t y , u s e d p r i m a r i l y a s a v e h i c l e f o r a c q u i r i n g

P h D t h e s e s w i t h l i t t l e i m p a c t o n t h e \ r e a l w o r l d . " T h e

q u e s t i o n i s , w h a t s h o u l d w e , a s r e s e a r c h e r s , d o a b o u t

t h i s s a d s t a t e o f a a i r s ?

2 W h e r e W e S h o u l d B e H e a d i n g

T h e p r o b l e m s a s w e s e e t h e m w i t h t h e s t a t e o f t h e

a r t i n D S M s y s t e m s i n c l u d e t h e f o l l o w i n g :

E x i s t i n g s y s t e m s a r e d i r e c t e d a l m o s t e x c l u s i v e l y

a t l a r g e s c a l e h o m o g e n e o u s s c i e n t i c a p p l i c a t i o n s ,

a n i c h e t o o s m a l l t o d r i v e s i g n i c a n t a d o p t i o n o f

D S M t e c h n o l o g y i n t o t h e m a i n s t r e a m .

N o D S M s y s t e m s a r e f r e e l y a v a i l a b l e

1

, s o e v e n

t h e s c i e n t i c p r o g r a m m e r s w h o m i g h t b e a b l e t o

e x p l o i t t h e p o w e r o f c u r r e n t D S M s y s t e m s a r e l e f t

u s i n g b u r d e n s o m e m e s s a g e p a s s i n g s y s t e m s l i k e

P V M 1 3 ] .

E x i s t i n g s y s t e m s a r e n o t w e l l i n t e g r a t e d w i t h t h e

r e s t o f t h e s o f t w a r e e n v i r o n m e n t s u c h a s t h e c o m -

p i l e r ( w i t h t h e n o t a b l e b u t l i m i t e d e x c e p t i o n s

o f M i d w a y 2 4 ] , S A M 2 1 ] , a n d B l i z z a r d 2 2 ] ) , a n d

t h u s d o n o t e x p l o i t t h e p o w e r o f t h e e x i s t i n g s o f t -

w a r e i n f r a s t r u c t u r e .

T h e r e i s a d e a r t h o f t o o l s f o r d e b u g g i n g a n d t u n -

i n g t h e p e r f o r m a n c e o f D S M p r o g r a m s .

1

W i t h t h e e x c e p t i o n o f M e t h e r 1 8 ] , w h i c h i s a r s t g e n e r a t i o n

D S M s y s t e m .

T h e p e r f o r m a n c e o f e x i s t i n g s y s t e m s f o r n e -

g r a i n e d p r o g r a m s i s s t i l l r e l a t i v e l y p o o r .

N o t e t h a t w e l i s t e d p e r f o r m a n c e a s t h e l a s t o f t h e

p r o b l e m s ! W h i l e w e a r e s u r e t h a t t h i s i s w h e r e t h e

m a j o r i t y o f t h e r e s e a r c h e o r t w i l l b e s p e n t , s i n c e i t

i s t h e \ s e x i e s t " p r o b l e m t o a t t a c k a n d p r o b a b l y t h e

o n l y o n e t h a t w o u l d b e a c c e p t e d f o r p u b l i c a t i o n a t

S O S P o r O S D I , w e b e l i e v e i t i s n o t t h e m o s t i m p o r -

t a n t c h a l l e n g e t h a t n e e d s t o b e o v e r c o m e . T h e s t a t e

o f D S M t e c h n o l o g y h a s p r o g r e s s e d t o t h e p o i n t w h e r e

i t c o u l d b e u s e d e e c t i v e l y t o s o l v e a w i d e v a r i e t y o f

r e a l p r o b l e m s i f l e s s \ s e x y " d e t a i l s , s u c h a s m a k i n g

D S M a f u n d a m e n t a l s y s t e m s e r v i c e t h a t c a n b e u s e d

b y a n y c o o p e r a t i n g a p p l i c a t i o n s ( n o t j u s t e x p l i c i t l y

p a r a l l e l p r o g r a m s ) a n d a d d i n g D S M s u p p o r t t o c o n -

v e n t i o n a l c o m p i l e r s a n d d e b u g g e r s , w e r e a d d r e s s e d . I n

p a r t i c u l a r , t h e l a c k o f a f r e e l y a v a i l a b l e D S M s y s t e m ,

i n c l u d i n g s o u r c e , h a s p r e c l u d e d t h e k i n d o f a c c e p t a n c e

b y t h e r e s e a r c h a n d u s e r c o m m u n i t i e s t h a t P V M a n d

s i m i l a r s y s t e m s h a v e r e c e i v e d .

H e r e i s w h a t w e b e l i e v e n e e d s t o b e d o n e :

A q u a l i t y D S M s y s t e m t h a t e x p l o i t s s o m e c o l -

l e c t i o n o f t h e r e c e n t a d v a n c e s i n D S M t e c h n o l -

o g y ( m u l t i p l e w r i t e r p r o t o c o l s , l a z y r e l e a s e c o n -

s i s t e n c y , s o f t w a r e w r i t e d e t e c t i o n , e t c . ) m u s t b e

r e l e a s e d t o t h e r e s e a r c h a n d u s e r c o m m u n i t i e s .

D S M n e e d s t o b e m a d e a b a s i c s y s t e m s e r v i c e

s o t h a t a p p l i c a t i o n s o t h e r t h a n h o m o g e n e o u s s c i -

e n t i c p r o g r a m s c a n u s e i t ( e . g . , t o s u p p o r t

s h a r i n g b e t w e e n d i s t r i b u t e d l e b u e r c a c h e s o r

n a m e s e r v e r s )

2

W o r k m u s t b e d o n e t o a d d c o m p i l e r s u p p o r t

f o r D S M , a s i s b e i n g e x p l o r e d i n S A M 2 1 ] ,

M i d w a y 2 4 ] , a n d B l i z z a r d 2 2 ] .

T o o l s t o d e b u g a n d t u n e t h e p e r f o r m a n c e o f D S M

s y s t e m s m u s t b e d e v e l o p e d .

I n t h e n e x t s e c t i o n w e w i l l o u t l i n e a m o d e s t e o r t

i n t h e s e d i r e c t i o n s .

3 Q u a r k s

O n e o f t h e r e s e a r c h p r o j e c t s b e i n g p e r f o r m e d u n d e r

t h e u m b r e l l a o f t h e C o m p u t e r S y s t e m s L a b o r a t o r y a t

U t a h i s t h e d e v e l o p m e n t o f a d i s t r i b u t e d s h a r e d s y s -

t e m n a m e d Q u a r k s

3

. Q u a r k s c o n s i s t s o f a u s e r - l e v e l

2

M a c h ' s X M M 2 ] i n t e r f a c e i s a s t e p i n t h e r i g h t d i r e c t i o n ,

b u t i t i s b a s e d o n d a t e d t e c h n o l o g y .

3

T h e n a m e i s d e r i v e d f r o m o u r h o p e t h a t Q u a r k s w i l l b e t h e

b a s i c b u i l d i n g b l o c k o n w h i c h m o r e s o p h i s t i c a t e d D S M s y s t e m s

a n d a p p l i c a t i o n s a r e d e v e l o p e d o n c e i t h a s b e e n r e l e a s e d i n t o

t h e r e s e a r c h u n i v e r s e .

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l i b r a r y a n d a s s o c i a t e d h e a d e r l e s t h a t s u p p o r t D S M

o n c o l l e c t i o n s o f w o r k s t a t i o n s . C u r r e n t l y Q u a r k s r u n s

o n S u n O S 4 . 1 , H P B S D 4 . 3 , a n d H P U X n a t i v e M a c h

a n d I R I X 5 . 2 p o r t s a r e i n t h e w o r k s . Q u a r k s i n c l u d e s a

n u m b e r o f m o d e r n D S M f e a t u r e s s u c h a s s u p p o r t f o r

m u l t i p l e c o n s i s t e n c y p r o t o c o l s w i t h i n a n a p p l i c a t i o n

o n a p e r p a g e b a s i s ( e . g . , a w r i t e i n v a l i d a t e p r o t o c o l

p r o v i d i n g s t r i c t c o n s i s t e n c y , a d e l a y e d w r i t e u p d a t e

p r o t o c o l p r o v i d i n g r e l e a s e c o n s i s t e n c y , e t c . ) . A n e f -

f o r t h a s b e e n m a d e t o m a k e a d d i n g n e w p r o t o c o l s e a s y ,

a l l o w i n g t h e r e s e a r c h c o m m u n i t y t o e x p e r i m e n t w i t h

n e w p r o t o c o l s a n d c o m p i l e r w r i t e r s t o d e v e l o p s p e c i a l -

i z e d p r o t o c o l s ( a s i n B l i z z a r d 2 2 ] ) . C u r r e n t l y Q u a r k s

i s a i m e d p r i m a r i l y a t t h e t r a d i t i o n a l s h a r e d m e m o r y

p a r a l l e l p r o g r a m m i n g n i c h e , w i t h b u i l t - i n s u p p o r t f o r

r e m o t e t h r e a d f o r k i n g a n d s y n c h r o n i z a t i o n , b u t w e a r e

w o r k i n g t o r e d e s i g n i t t o t a r g e t a m o r e g e n e r a l a p p l i -

c a t i o n m i x ( e . g . , c o o p e r a t i n g s e r v e r s o r p r o g r a m s t h a t

m o n i t o r t h e i n t e r n a l s t a t e o f o t h e r p r o g r a m s ) .

I n c o n j u n c t i o n w i t h t h e Q u a r k s d e s i g n e o r t , w e

h a v e m o d i e d t h e g c c c o m p i l e r t o g e n e r a t e D S M -

s p e c i c c o d e , i n c l u d i n g e m b e d d e d s u p p o r t f o r m i x e d

D S M a n d R P C p r o g r a m s ( a s i n C a r l o s 1 6 ] ) , s u p -

p o r t f o r s t a t i c s h a r e d d a t a , a n d ( s o o n ) s u p p o r t f o r

s o f t w a r e w r i t e d e t e c t i o n a n d n e - g r a i n e d a c c e s s t r a c -

i n g , w h i c h w e a n t i c i p a t e u s i n g f o r p e r f o r m a n c e t u n -

i n g a n d d e b u g g i n g . I n a n e o r t t o i n c r e a s e Q u a r k s '

i m p a c t , w e h a v e s t r i v e d t o p r o v i d e a s i m p l e u s e r i n -

t e r f a c e . Q u a r k s s u p p o r t s C a n d C + + p r o g r a m s u s -

i n g t h e m 4 m a c r o s t o d e s c r i b e p a r a l l e l i s m a n d s y n -

c h r o n i z a t i o n , a s i n t h e S P L A S H p r o g r a m s . I n a d d i -

t i o n , Q u a r k s u s e s a s i m p l e X - b a s e d u s e r i n t e r f a c e t h a t

s u p p o r t s l i m i t e d p a r a l l e l d e b u g g i n g u s i n g g d b A n

a l p h a - r e l e a s e o f a p u b l i c d o m a i n v e r s i o n o f Q u a r k s i s

a c c e s s i b l e v i a f t p t o j a g u a r . c s . u t a h . e d u : p u b / d s m

F u r t h e r i n f o r m a t i o n a b o u t a n d s o u r c e c o d e f o r

Q u a r k s c a n b e o b t a i n e d v i a t h e W W W a t h t t p : / /

w w w . c s . u t a h . e d u / p r o j e c t s / f l e x m a c h / q u a r k s . h t m l

I t i s o u r h o p e t h a t b y p l a c i n g a r e l a t i v e l y s o p h i s t i c a t e d

D S M s y s t e m i n t h e p u b l i c d o m a i n w e w i l l i n c r e a s e t h e

n u m b e r o f u s e r s a n d m a k e D S M r e s e a r c h e a s i e r t o p e r -

f o r m .

O n a s e p a r a t e n o t e , o n e f a c e t o f t h e o n g o i n g

F l e x / M a c h p r o j e c t a t U t a h i s t h e r e p l a c e m e n t o f t h e

X M M 2 ] i m p l e m e n t a t i o n w i t h a m o r e m o d e r n D S M

v a r i a n t t o m a k e D S M a b a s i c , e c i e n t s y s t e m s e r v i c e

f o r M a c h a p p l i c a t i o n s a n d s e r v e r s . T h i s e o r t w i l l b e

i n t e g r a t e d w i t h Q u a r k s t o s u p p o r t D S M f o r a p p l i c a -

t i o n s o t h e r t h a n p a r a l l e l s c i e n t i c p r o g r a m s o n t o p o f

M a c h .

4 C o n c l u s i o n s

T h e p e r f o r m a n c e o f s o f t w a r e D S M s y s t e m s h a s i m -

p r o v e d d r a m a t i c a l l y b y a d d r e s s i n g t h e p r o b l e m s o f

f a l s e s h a r i n g a n d e x c e s s i v e D S M - r e l a t e d c o m m u n i c a -

t i o n 3 , 6 , 2 4 ] . E c i e n t D S M s y s t e m s c a n n o w p e r -

f o r m a s w e l l a s h a r d w a r e s h a r e d m e m o r y f o r m o d e r a t e

g r a i n e d p r o g r a m s 6 ] , b u t t h e o v e r h e a d a s s o c i a t e d w i t h

s o f t w a r e i m p l e m e n t a t i o n s o f D S M l i m i t s i t s v a l u e f o r

n e - g r a i n e d c o m p u t a t i o n s . H o w e v e r , a l t h o u g h p e r f o r -

m a n c e r e m a i n s a p r o b l e m f o r n e - g r a i n e d p r o b l e m s ,

t h e p r i m a r y o b s t a c l e s t h a t b l o c k D S M ' s a c c e p t a n c e

i n t o t h e m a i n s t r e a m a r e p r i m a r i l y n o t p e r f o r m a n c e

r e l a t e d , b u t r a t h e r l e s s s e x y i s s u e s s u c h a s d e b u g g i n g

a n d p e r f o r m a n c e t u n i n g t o o l s a n d g r e a t e r a v a i l a b i l i t y

a n d p o r t a b i l i t y . I n t h i s p o s i t i o n p a p e r w e h a v e o u t -

l i n e d w h a t w e b e l i e v e a r e t h e m o s t i m p o r t a n t p r o b l e m s

t h a t n e e d t o b e o v e r c o m e b e f o r e D S M w i l l b e w i d e l y

a c c e p t e d i n t h e u s e r c o m m u n i t y , a n d b r i e y d e s c r i b e d

t h e Q u a r k s D S M s y s t e m , a m o d e s t s t e p i n t h i s d i r e c -

t i o n .

R e f e r e n c e s

R e f e r e n c e s

1 ] H . E . B a l , M . F . K a a s h o e k , a n d A . S . T a n e n b a u m .

O r c a : A l a n g u a g e f o r p a r a l l e l p r o g r a m m i n g o f d i s -

t r i b u t e d s y s t e m s . I E E E T r a n s a c t i o n s o n S o f t w a r e E n -

g i n e e r i n g , p a g e s 1 9 0 { 2 0 5 , M a r c h 1 9 9 2 .

2 ] J . S . B a r r e r a . A f a s t M a c h n e t w o r k I P C i m p l e m e n -

t a t i o n . I n P r o c e e d i n g s o f t h e M a c h U S E N I X S y m p o -

s i u m , p a g e s 1 { 1 2 , 1 9 9 1 .

3 ] J . B . C a r t e r , J . K . B e n n e t t , a n d W . Z w a e n e p o e l . T e c h -

n i q u e s f o r r e d u c i n g c o n s i s t e n c y - r e l a t e d c o m m u n i c a -

t i o n i n d i s t r i b u t e d s h a r e d m e m o r y s y s t e m s . A C M

T r a n s a c t i o n s o n C o m p u t e r S y s t e m s . T o a p p e a r .

4 ] J . B . C a r t e r , J . K . B e n n e t t , a n d W . Z w a e n e p o e l . I m -

p l e m e n t a t i o n a n d p e r f o r m a n c e o f M u n i n . I n P r o c e e d -

i n g s o f t h e 1 3 t h A C M S y m p o s i u m o n O p e r a t i n g S y s -

t e m s P r i n c i p l e s , p a g e s 1 5 2 { 1 6 4 , O c t o b e r 1 9 9 1 .

5 ] J . S . C h a s e , F . G . A m a d o r , E . D . L a z o w s k a , H . M . L e v y ,

a n d R . J . L i t t l e e l d . T h e A m b e r s y s t e m : P a r a l l e l p r o -

g r a m m i n g o n a n e t w o r k o f m u l t i p r o c e s s o r s . I n P r o -

c e e d i n g s o f t h e 1 2 t h A C M S y m p o s i u m o n O p e r a t i n g

S y s t e m s P r i n c i p l e s , p a g e s 1 4 7 { 1 5 8 , D e c e m b e r 1 9 8 9 .

6 ] A . L . C o x , S . D w a r k a d a s , P . K e l e h e r , H . L u , R . R a j a -

m o n y , a n d W . Z w a e n e p o e l . S o f t w a r e v e r s u s h a r d w a r e

s h a r e d - m e m o r y i m p l e m e n t a t i o n : A c a s e s t u d y . I n

P r o c e e d i n g s o f t h e 2 1 s t A n n u a l I n t e r n a t i o n a l S y m p o -

s i u m o n C o m p u t e r A r c h i t e c t u r e , p a g e s 1 0 6 { 1 1 7 , M a y

1 9 9 4 .

7 ] P . D a s g u p t a , R . C . C h e n , S . M e n o n , M . P e a r s o n ,

R . A n a n t h a n a r a y a n a n , U . R a m a c h a n d r a n , M . A h a -

m a d , R . L e B l a n c J r . , W . A p p l e b e , J . M . B e r n a b e u -

A u b a n , P . W . H u t t o , M . Y . A . K h a l i d i , a n d C . J .

8/12/2019 Dsm Shared Memory

4/4

W i l e k n l o h . T h e d e s i g n a n d i m p l e m e n t a t i o n o f t h e

C l o u d s d i s t r i b u t e d o p e r a t i n g s y s t e m . C o m p u t i n g S y s -

t e m s J o u r n a l , 3 , W i n t e r 1 9 9 0 .

8 ] S . D w a r k a d a s , P . K e l e h e r , A . L . C o x , a n d W . Z w a e -

n e p o e l . E v a l u a t i o n o f r e l e a s e c o n s i s t e n t s o f t w a r e d i s -

t r i b u t e d s h a r e d m e m o r y o n e m e r g i n g n e t w o r k t e c h -

n o l o g y . I n P r o c e e d i n g s o f t h e 2 0 t h A n n u a l I n t e r n a -

t i o n a l S y m p o s i u m o n C o m p u t e r A r c h i t e c t u r e , p a g e s

1 4 4 { 1 5 5 , J u n e 1 9 9 3 .

9 ] M . J . F e e l e y , J . S . C h a s e , V . R . N a r a s a y a , a n d H . M .

L e v y . I n t e g r a t i n g c o h e r e n c y a n d r e c o v e r y i n d i s -

t r i b u t e d s y s t e m s . I n P r o c e e d i n g s o f t h e F i r s t S y m -

p o s i u m o n O p e r a t i n g S y s t e m D e s i g n a n d I m p l e m e n -

t a t i o n , p a g e s 2 1 5 { 2 2 9 , N o v e m b e r 1 9 9 4 .

1 0 ] P . F e r r e i r a a n d M . S h a p i r o . G a r b a g e c o l l e c t i o n a n d

d s m c o n s i s t e n c y . I n P r o c e e d i n g s o f t h e F i r s t S y m p o -

s i u m o n O p e r a t i n g S y s t e m D e s i g n a n d I m p l e m e n t a -

t i o n , p a g e s 2 2 9 { 2 4 1 , N o v e m b e r 1 9 9 4 .

1 1 ] B . F l e i s c h a n d G . P o p e k . M i r a g e : A c o h e r e n t d i s -

t r i b u t e d s h a r e d m e m o r y d e s i g n . I n P r o c e e d i n g s o f t h e

1 2 t h A C M S y m p o s i u m o n O p e r a t i n g S y s t e m s P r i n c i -

p l e s , p a g e s 2 1 1 { 2 2 3 , D e c e m b e r 1 9 8 9 .

1 2 ] V . W . F r e e h , D . K . L o w e n t h a l , a n d G . R . A n d r e w s . D i s -

t r i b u t e d l a m e n t s : E c i e n t n e - g r a i n e d p a r a l l e l i s m

o n a c l u s t e r o f w o r k s t a t i o n s . I n P r o c e e d i n g s o f t h e

F i r s t S y m p o s i u m o n O p e r a t i n g S y s t e m D e s i g n a n d

I m p l e m e n t a t i o n , p a g e 2 0 1 = 2 1 4 , N o v e m b e r 1 9 9 4 .

1 3 ] G . A . G e i s t a n d V . S . S u n d e r a m . T h e P V M s y s -

t e m : S u p e r c o m p u t e r l e v e l c o n c u r r e n t c o m p u t a t i o n

o n a h e t e r o g e n o u s n e t w o r k o f w o r k s t a t i o n s . I n S i x t h

A n n u a l D i s t r i b u t e d - M e m o r y C o m p u t e r C o n f e r e n c e

p a g e s 2 5 8 { 2 6 1 , 1 9 9 1 .

1 4 ] E . J u l , H . L e v y , N . H u t c h i n s o n , a n d A . B l a c k . F i n e -

g r a i n e d m o b i l i t y i n t h e E m e r a l d s y s t e m . A C M T r a n s -

a c t i o n s o n C o m p u t e r S y s t e m s , 6 ( 1 ) : 1 0 9 { 1 3 3 , F e b r u -

a r y 1 9 8 8 .

1 5 ] P . K e l e h e r , S . D w a r k a d a s , A . C o x , a n d W . Z w a e n e -

p o e l . T r e a d m a r k s : D i s t r i b u t e d s h a r e d m e m o r y o n

s t a n d a r d w o r k s t a t i o n s a n d o p e r a t i n g s y s t e m s . I n P r o -

c e e d i n g s o f t h e 1 9 9 4 W i n t e r U s e n i x C o n f e r e n c e , p a g e s

1 1 5 { 1 3 1 , J a n u a r y 1 9 9 4 .

1 6 ] P . T . K o c h , R . J . F o w l e r , a n d E . J u l . M e s s a g e - d r i v e n

r e l a x e d c o n s i s t e n c y i n a s o f t w a r e d i s t r i b u t e d s h a r e d

m e m o r y s y s t e m . I n P r o c e e d i n g s o f t h e F i r s t S y m p o -

s i u m o n O p e r a t i n g S y s t e m D e s i g n a n d I m p l e m e n t a -

t i o n , p a g e s 7 5 { 8 6 , N o v e m b e r 1 9 9 4 .

1 7 ] K . L i a n d P . H u d a k . M e m o r y c o h e r e n c e i n s h a r e d

v i r t u a l m e m o r y s y s t e m s . A C M T r a n s a c t i o n s o n C o m -

p u t e r S y s t e m s , 7 ( 4 ) : 3 2 1 { 3 5 9 , N o v e m b e r 1 9 8 9 .

1 8 ] R . G . M i n n i c h a n d D . J . F a r b e r . T h e M e t h e r s y s t e m :

A d i s t r i b u t e d s h a r e d m e m o r y f o r S u n O S 4 . 0 . I n P r o -

c e e d i n g s o f t h e S u m m e r 1 9 8 9 U S E N I X C o n f e r e n c e

p a g e s 5 1 { 6 0 , J u n e 1 9 8 9 .

1 9 ] M y r i a s C o r p o r a t i o n . P a m s : A d i s t r i b u t e d s h a r e d

m e m o r y s y s t e m f o r u n i x w o r k s t a t i o n s , 1 9 9 4 .

2 0 ] N . N e v e s , M . C a s t r o , a n d P . G u e d e s . A c h e c k p o i n t

p r o t o c o l f o r a n e n t r y c o n s i s t e n t s h a r e d m e m o r y s y s -

t e m . I n P r o c e e d i n g s o f t h e 1 3 t h A n n u a l A C M S y m p o -

s i u m o n P r i n c i p l e s o f D i s t r i b u t e d C o m p u t i n g , A u g u s t

1 9 9 4 .

2 1 ] D . J . S c a l e s a n d M . S . L a m . T h e d e s i g n a n d e v a l u a -

t i o n o f a s h a r e d o b j e c t s y s t e m f o r d i s t r i b u t e d m e m o r y

m a c h i n e s . I n P r o c e e d i n g s o f t h e F i r s t S y m p o s i u m o n

O p e r a t i n g S y s t e m D e s i g n a n d I m p l e m e n t a t i o n , p a g e s

1 0 1 { 1 1 4 , N o v e m b e r 1 9 9 4 .

2 2 ] I . S c h o i n a s , B . F a l s a , A . R . L e b e c k , S . K . R e i n h a r d t ,

J . R . L a r u s , a n d D . A . W o o d . F i n e - g r a i n a c c e s s c o n -

t r o l f o r d i s t r i b u t e d s h a r e d m e m o r y . I n P r o c e e d i n g s o f

t h e 6 t h S y m p o s i u m o n A r c h i t e c t u r a l S u p p o r t f o r P r o -

g r a m m i n g L a n g u a g e s a n d O p e r a t i n g S y s t e m s , p a g e s

2 9 7 { 3 0 6 , O c t o b e r 1 9 9 4 .

2 3 ] M . Y o u n g , A . T e v a n i a n , R . R a s h i d , D . G o l u b , J . E p -

p i n g e r , J . C h e w , W . B o l o s k y , D . B l a c k , a n d R . B a r o n .

T h e d u a l i t y o f m e m o r y a n d c o m m u n i c a t i o n i n t h e i m -

p l e m e n t a t i o n o f a m u l t i p r o c e s s o r o p e r a t i n g s y s t e m . I n

P r o c e e d i n g s o f t h e 1 1 t h A C M S y m p o s i u m o n O p e r a t -

i n g S y s t e m s P r i n c i p l e s , p a g e s 6 3 { 7 6 , O c t o b e r 1 9 8 7 .

2 4 ] M . J . Z e k a u s k a s , W . A . S a w d o n , a n d B . N . B e r s h a d .

S o f t w a r e w r i t e d e t e c t i o n f o r d i s t r i b u t e d s h a r e d m e m -

o r y . I n P r o c e e d i n g s o f t h e F i r s t S y m p o s i u m o n O p e r -

a t i n g S y s t e m D e s i g n a n d I m p l e m e n t a t i o n , p a g e s 8 7 {

1 0 0 , N o v e m b e r 1 9 9 4 .