7.5. Huge Page

메모리는 페이지라는 블록으로 관리됩니다. 대부분의 시스템에서 한 페이지는 4Ki입니다. 1Mi 메모리는 256페이지와 같고 1Gi 메모리는 256,000페이지에 해당합니다. CPU에는 하드웨어에서 이러한 페이지 목록을 관리하는 내장 메모리 관리 장치가 있습니다. TLB(Translation Lookaside Buffer)는 가상-물리적 페이지 매핑에 대한 소규모 하드웨어 캐시입니다. TLB에 하드웨어 명령어로 전달된 가상 주소가 있으면 매핑을 신속하게 확인할 수 있습니다. 가상 주소가 없으면 TLB 누락이 발생하고 시스템에서 소프트웨어 기반 주소 변환 속도가 느려져 성능 문제가 발생합니다. TLB 크기는 고정되어 있으므로 TLB 누락 가능성을 줄이는 유일한 방법은 페이지 크기를 늘리는 것입니다.

대규모 페이지는 4Ki보다 큰 메모리 페이지입니다. x86_64 아키텍처에서 일반적인 대규모 페이지 크기는 2Mi와 1Gi입니다. 다른 아키텍처에서는 크기가 달라집니다. 대규모 페이지를 사용하려면 애플리케이션이 인식할 수 있도록 코드를 작성해야 합니다. THP(투명한 대규모 페이지)에서는 애플리케이션 지식 없이 대규모 페이지 관리를 자동화하려고 하지만 한계가 있습니다. 특히 페이지 크기 2Mi로 제한됩니다. THP에서는 THP 조각 모음 작업으로 인해 메모리 사용률이 높아지거나 조각화가 발생하여 노드에서 성능이 저하될 수 있으며 이로 인해 메모리 페이지가 잠길 수 있습니다. 이러한 이유로 일부 애플리케이션은 THP 대신 사전 할당된 Huge Page를 사용하도록 설계 (또는 권장)할 수 있습니다.

노드에서 대규모 페이지 용량을 보고하려면 노드가 대규모 페이지를 사전 할당해야 합니다. 노드는 단일 크기의 대규모 페이지만 사전 할당할 수 있습니다.

대규모 페이지는 hugepages-<size> 리소스 이름으로 컨테이너 수준 리소스 요구사항에 따라 사용할 수 있습니다. 여기서 크기는 특정 노드에서 지원되는 정수 값이 사용된 가장 간단한 바이너리 표현입니다. 예를 들어 노드에서 2,048KiB 페이지 크기를 지원하는 경우 예약 가능한 리소스 hugepages-2Mi를 공개합니다. CPU 또는 메모리와 달리 대규모 페이지는 초과 커밋을 지원하지 않습니다.

apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  generateName: hugepages-volume-
spec:
  containers:
  - securityContext:
      privileged: true
    image: rhel7:latest
    command:
    - sleep
    - inf
    name: example
    volumeMounts:
    - mountPath: /dev/hugepages
      name: hugepage
    resources:
      limits:
        hugepages-2Mi: 100Mi 1
        memory: "1Gi"
        cpu: "1"
  volumes:
  - name: hugepage
    emptyDir:
      medium: HugePages

특정 크기의 대규모 페이지 할당

일부 플랫폼에서는 여러 대규모 페이지 크기를 지원합니다. 특정 크기의 대규모 페이지를 할당하려면 대규모 페이지 부팅 명령 매개변수 앞에 대규모 페이지 크기 선택 매개변수 hugepagesz=<size>를 지정합니다. <size> 값은 바이트 단위로 지정해야 하며 스케일링 접미사 [kKmMgG]를 선택적으로 사용할 수 있습니다. 기본 대규모 페이지 크기는 default_hugepagesz=<size> 부팅 매개변수로 정의할 수 있습니다.

대규모 페이지 요구사항

노드는 OpenShift Container Platform 클러스터에서 사용되는 대규모 페이지를 사전 할당해야 합니다. 대규모 페이지 예약은 부팅 시 예약하는 방법과 런타임 시 예약하는 방법 두 가지가 있습니다. 부팅 시 예약은 메모리가 아직 많이 조각화되어 있지 않으므로 성공할 가능성이 높습니다. Node Tuning Operator는 현재 특정 노드에서 대규모 페이지에 대한 부팅 시 할당을 지원합니다.

$ oc get node <node_using_hugepages> -o jsonpath="{.status.allocatable.hugepages-2Mi}"
100Mi