Nuevo búfer de paquetes basado en memoria híbrida para los equipos de red

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Investigadores coreanos han desarrollado un búfer adaptativo de paquetes de datos de alta disponibilidad para la memoria híbrida no volátil empleada en los routers y conmutadores de Internet. Esta tecnología promete aumentar las garantías de alta disponibilidad de los sistemas, empleando memoria de cambio de fase para almacenar los paquetes en tránsito y que no se pierdan ante una falla de energía.

Aumentar la velocidad de las redes de datos y de la propia Internet es crucial para el avance digital, y los equipos de red como los routers y conmutadores no solo deben incrementar el ancho de banda que deben soportar, sino que deben garantizar la máxima disponibilidad, incluso cuando se producen cortes en el suministro eléctrico. Para ello, la industria está desarrollando productos que integran un búfer de memoria no volátil de alta velocidad para almacenar los paquetes de datos, pero las tecnologías de memoria tradicionales pronto no serán lo bastante rápidas ni fiables.

El tráfico global de internet no para de crecer y cada vez hay más aplicaciones que exigen la máxima disponibilidad, y que se mueven por las redes públicas, por lo que la industria está buscando nuevas fórmulas, explorando tecnologías emergentes como la memoria de cambio de fase (PCM). Esta memoria podría proporcionar una alta disponibilidad en la búsqueda de destinos de los routers y conmutadores, y han diferentes proyectos de investigación sobre su posible uso en este campo.

Un ejemplo es el trabajo presentado recientemente por un equipo de investigadores de la Universidad Sogang de Seoul y la firma surcoreana de memoria Samsung, que han diseñado un nuevo búfer de paquetes de alta disponibilidad basado en memoria híbrida no volátil. En su trabajo, publicado en la revista IEEE Transactions on Very Large Scale Integration (VLSI) Systems, explican que un búfer de paquetes para los routers y conmutadores de Internet no puede beneficiarse del enfoque de la tabla de búsqueda porque requiere un sistema de memoria mucho más grande y con mayor ancho de banda. Esto se debe a que su tráfico de memoria se divide por igual entre lecturas y escrituras, mientras que en los accesos a la tabla de enrutamiento predominan las lecturas.

Y consideran que la memoria de cambio de fase (PCM) podría proporcionar una alta disponibilidad, incluso cuando el sistema se reinicia, aunque su ancho de banda de escritura es insuficiente, por lo que proponen el uso de un búfer de paquetes de memoria híbrido basado en RAM magnética (MRAM) y PCM, junto con un método de mapeo de paquetes. Afirman que con un pequeño módulo MRAM y una memoria PCM de más capacidad se puede superar entre un 22,4% y un 28,5% el rendimiento del búfer de paquetes tradicionalmente usado en estos equipos, que está basado en memoria DRAM, para el tráfico de paquetes de mezcla de Internet. Esto se lograría tanto cuando se quiere optimizar solo el ancho de banda como cuando se quiere mejorar este parámetro y la vida útil de la memoria.

Para lograrlo han desarrollado un método adaptativo de mapeo de paquetes pequeños, con dimensiones inferiores al umbral de tamaño de paquete predeterminado de la MRAM, lo que maximiza el ancho de banda de la memoria PCM. Este sistema es capaz de cambiar de forma dinámica el umbral de tamaño de paquete, mejorando significativamente la vida útil de la memoria PCM que almacena os paquetes de datos.

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