Investigadores del Laboratorio de Ciencia Computacional e Inteligencia Artificial (CSAIL) del MIT, liderados por el profesor Arvind, han construido un sistema de caché de servidores que, al basarse en memoria flash en lugar de memoria DRAM, podría ahorrar energía, reducir los costes y permitir el uso de menos servidores de caché en los centros de datos.
Mientras que una memoria caché DRAM tiene un tiempo de acceso más rápido que una construida con flash, esta última utiliza veinte veces menos energía, cuenta con 100 veces la densidad de almacenamiento, y cuesta una décima parte del precio.
Mediante este proyecto, conocido como "BlueCache", el grupo del MIT se propuso demostrar que a pesar de ser más lenta por defecto, la memoria flash podría ser un medio mejor para el almacenamiento en caché, ya que es posible compensar la alta latencia mediante la creación de eficiencias en el diseño del sistema.
Los investigadores lograron esto mediante la segmentación de las consultas que entran en el centro de datos, un proceso conocido como pipelining, por el cual los conjuntos de datos se procesan en paralelo, de modo que una consulta inicial ocupa la mayor cantidad de tiempo pero cualquier petición posterior es más rápida.
Después, agregaron una pequeña cantidad de DRAM a cada caché para identificar fallos de caché, desarrollaron un circuito de hardware para leer, escribir y borrar valores de la caché (en lugar de basarse en el software) y maximizaron la eficiencia del ancho de banda de la conexión "bus" entre la flash y el procesador central, mediante la creación de un sistema en el cual las consultas se reunieron para alcanzar el límite de capacidad de conexión antes de ser enviados a la memoria.
El consorcio vio que, al hacer estas modificaciones, BlueCache podía igualar un sistema de servidor de caché basado en DRAM en términos de eficiencia de escritura. Pero como la memoria flash obtiene 8 kilobytes para cada operación, sólo igualaba la eficacia de lectura de DRAM para consultas de más de 8 kB.
El proyecto fue respaldado por Vijay Balakrishnan, director del programa de rendimiento de centros de datos de Samsung, quien afirmó que "la viabilidad de este tipo de sistema se extiende más allá del almacenamiento en caché".
"Al integrar chips programables con flash y reescribir el software, han demostrado que una tecnología de almacenamiento totalmente escalable y que incrementa el rendimiento [...] puede mejorar mucho las arquitecturas predominantes".