Hierarchical Persistent Address Space Architecture (HPASA): Ein hierarchischer persistenter Adressraum mit explizitem Residency-, Fault- und Persistenzmodell

Zusammenfassung

Klassische Rechnersysteme trennen direkt adressierbaren, flüchtigen Arbeitsspeicher von persistentem, blockorientiertem Massenspeicher. Historische Single-Level-Store-Systeme und moderne Persistent-Memory-Technologien zeigen jedoch, dass diese Grenze keine zwingende Eigenschaft eines Rechnermodells ist. Dieses Paper präzisiert die Hierarchical Persistent Address Space Architecture (HPASA) als Architekturmodell, in dem persistente Daten Teil eines stabil adressierbaren logischen Raums sind und SRAM, DRAM, HBM/GDDR, CXL-Speicher und NAND- basierter Storage unterschiedliche Residency-Stufen bilden. Der Beitrag liegt ausdrücklich nicht in der Behauptung eines erstmals vereinheitlichten Speicherraums. HPASA untersucht vielmehr die Kombination aus persistentem Adressraum, heterogener Residency, storage-latenzbewusster Fault-Behandlung, expliziter Persistenzordnung und einem optionalen parallelen Persistent Fabric. Das Paper ordnet HPASA gegenüber IBM Single-Level Storage, EROS/CapROS, DAX, CXL, NVMe sowie persistenten Programmiermodellen wie Mnemosyne und NV-Heaps ein. Zusätzlich werden ein formales Residency- und Ausführungsmodell, Persistenzgrenzen, Crash-Consistency-Anforderungen sowie ein Plan für einen gestuften QEMU-Proof-of-Concept beschrieben. Ein implementierter Prototyp, experimentelle Leistungsnachweise und ein formaler Korrektheitsbeweis liegen in dieser Arbeit nicht vor.