好消息！科學家開發出新數據壓縮技術將運用於計算機

[PConline 資訊]據外媒報道稱，麻省理工學院的研究人員近日研發出一種技術，重新考慮硬體數據壓縮，從而釋放出更多計算機和移動設備使用的內存。

現代計算機中的存儲器以固定大小的塊管理和傳輸數據來區分大小而且傳統的壓縮技術必須在這些塊上運行。但是軟體自然而然地將其數據存儲在固定大小的塊中。相反它使用「objects」包含各種類型數據並具有可變大小的數據結構，因此傳統的硬體壓縮技術很難處理對象。

在最近的一篇論文中，麻省理工學院的研究人員描述了第一種在內存層次中壓縮對象的方法。其可以減少內存使用，同時提高性能和效率。

程序員在使用任何以對象形式存儲和管理數據的現代編程語言進行編程時，無需更改其代碼就可以從這一技術中獲益。最後消費者會看到計算機可以運行得更快或者可以以相同的速度運行更多的應用程序。由於每個應用程序消耗的內存較少，因此設備可以在其分配的內存中支持更多應用程序，運行速度將變得更快。

在使用經過修改的Java虛擬機的實驗中，該技術壓縮了兩倍的數據，並將內存使用量減少了一半，超過了傳統的基於緩存的方法。

第一作者Po-An Tsai說：「動機試圖提出一種新的內存層次結構，可以進行基於對象的壓縮，而不是緩存行壓縮，因為這是大多數現代編程語言管理數據的方式。」

研究人員在他們之前的工作基礎上重新構建了內存架構來直接操作對象。傳統體系結構將數據存儲在逐漸變大和變慢的存儲器的層次結構中，稱為「caches」。最近訪問的塊上升到更小，更快的緩存，而較舊的塊移動到較慢和較大的緩存，最終返回主存儲器。雖然這個組織很靈活，但成本很高：要訪問內存，每個緩存需要在其內容中搜索地址。

在去年10月發表的一篇論文中，研究人員詳細介紹了一個名為Hotpads的系統，該系統可以存儲整個對象，緊密地分為層級或「pads」。這些級別完全依賴於高效的片上，可以直接定址的存儲器 ，沒有一點複雜的搜索需要。

然後程序直接引用pad層次結構中所有對象的位置。新分配和最近引用的對象及其指向的對象保持在更快的級別。當更快的級別填充時，它會運行「eviction」程序，該進程保留最近引用的對象，但將較舊的對象踢到較慢的級別並回收不再有用的對象以釋放空間。然後在每個對象中更新指針以指向所有移動對象的新位置。這樣程序訪問對象的成本比通過緩存級別進行搜索的成本要低得多。

對於他們的新工作，研究人員設計了一種利用Hotpads架構來壓縮物體「Zippads」的技術——當對象首先以更快的級別啟動時它們將被解壓縮，但當他們被驅逐到較慢的水平時他們都被壓縮了。跨越所有對象的指針然後指向那些壓縮對象，這使得它們易於回憶到更快的級別並且能夠比現有技術更緊湊地存儲。

然後壓縮演算法有效地利用對象的冗餘。該技術揭示了比先前技術更多的壓縮機會，這些技術僅限於在每個固定大小的塊內找到冗餘，該演算法首先選擇一些代表性對象作為「base」對象。然後在新對象中，它僅存儲這些對象與代表性基礎對象之間的不同數據。

via：Newelectronics PConline編譯作者:栗子

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