AMD ha detallado una nueva capacidad de sus procesadores Zen 6 denominada IBS Memory Profiler, diseñada para mejorar la gestión de memoria en servidores Linux. La tecnología utiliza muestreo de accesos directamente desde el hardware para identificar qué páginas de memoria se utilizan con mayor frecuencia y facilitar su traslado entre DRAM y dispositivos conectados mediante CXL.
La información fue presentada por Bharata Bhasker Rao, ingeniero de AMD, durante la Linux Plumbers Conference 2026, celebrada el 5 de octubre en Praga. La compañía también ha publicado resultados preliminares de rendimiento en sistemas con memoria jerarquizada, aunque la integración con el subsistema pghot de Linux continúa en desarrollo.
IBS Memory Profiler añade un sistema de muestreo dedicado en Zen 6
Los procesadores AMD ya incorporan Instruction-Based Sampling (IBS), una tecnología que permite analizar el comportamiento de las instrucciones ejecutadas mediante muestreo. Con Zen 6 se introduce una segunda instancia independiente, denominada IBS Memory Profiler, específicamente diseñada para recopilar información sobre los accesos a datos en memoria.
A diferencia del mecanismo tradicional, el nuevo analizador se centra exclusivamente en las operaciones de memoria, sin registrar accesos destinados a obtener instrucciones. El hardware puede proporcionar direcciones virtuales y físicas de los datos consultados, además de identificar el origen del acceso y los nodos NUMA implicados.
Esta información permite distinguir accesos atendidos desde caché, memoria DRAM local o remota y memoria externa como CXL. El sistema también incorpora filtros configurables para seleccionar fallos de caché L3 o accesos con determinadas latencias, reduciendo las interrupciones innecesarias y evitando registrar operaciones que no aportan información útil para gestionar la memoria.
Linux podría identificar páginas calientes sin recorrer las tablas de memoria
La utilidad del nuevo mecanismo aparece especialmente en servidores que combinan memoria DRAM convencional con dispositivos de expansión CXL. Estas configuraciones permiten aumentar considerablemente la capacidad disponible, pero el acceso a la memoria externa puede presentar una latencia superior, convirtiendo la ubicación de los datos en un factor importante para el rendimiento.
El kernel de Linux utiliza actualmente mecanismos de equilibrado NUMA que inspeccionan las tablas de páginas y provocan fallos de acceso controlados para determinar qué regiones se utilizan con mayor frecuencia. Aunque este procedimiento permite identificar páginas calientes, también introduce trabajo adicional de seguimiento y gestión, especialmente en máquinas con numerosas CPU y grandes capacidades de memoria.
La propuesta de AMD consiste en utilizar las muestras generadas por IBS Memory Profiler como indicaciones directas para el kernel. Al disponer de la dirección física de los datos consultados, Linux podría identificar páginas utilizadas frecuentemente sin recurrir al mismo volumen de inspecciones, reduciendo parte de la sobrecarga asociada al seguimiento convencional.
pghot permitirá trasladar páginas activas desde CXL hacia DRAM
Para aprovechar estos datos, AMD está trabajando en pghot, un subsistema propuesto para la gestión de páginas calientes dentro de Linux. Su función consiste en recopilar información de diferentes mecanismos de seguimiento y decidir cuándo trasladar páginas desde niveles de memoria más lentos hacia otros de mayor rendimiento.
El diseño separa la detección de páginas activas de su migración efectiva, permitiendo que diferentes componentes aporten información a una misma infraestructura. Además de IBS Memory Profiler, pghot podría recibir datos procedentes de fallos NUMA, otras herramientas de muestreo y mecanismos de monitorización de dispositivos CXL.
Una vez identificada una página utilizada frecuentemente, un hilo del kernel denominado kmigrated puede gestionar su traslado de manera asíncrona. Este planteamiento evita realizar todas las operaciones directamente durante el fallo de acceso que activa el seguimiento, facilitando agrupar migraciones y controlar mejor los recursos dedicados a reorganizar la memoria.
Sin embargo, pghot todavía no forma parte de una implementación estable y generalizada del kernel. Su arquitectura continúa sometida a revisión, especialmente en aspectos relacionados con la combinación de diferentes fuentes de información, los criterios de clasificación y la coordinación de las migraciones.
AMD muestra mejoras importantes en XSBench y Graph500
AMD ha publicado resultados preliminares obtenidos en un servidor Zen 6 con 256 CPU lógicas y 792 GB de memoria total, de los cuales aproximadamente 256 GB corresponden a memoria CXL. Las pruebas comparan el mecanismo convencional de gestión NUMA con pghot utilizando las indicaciones de hardware del nuevo IBS Memory Profiler.
En el escenario principal, las cargas de trabajo se colocaron inicialmente en el nivel CXL, dejando espacio disponible en la DRAM para trasladar las páginas más utilizadas. Los resultados se normalizaron respecto a una configuración de referencia sin promoción de páginas entre niveles de memoria, representada mediante un rendimiento de 1,00 veces.
| Prueba | Gestión NUMA actual | IBS + pghot |
|---|---|---|
| XSBench | 1,18 veces | 4,57 veces |
| Graph500 BFS | 2,34 veces | 3,17 veces |
| NAS BT | 2,34 veces | 2,15 veces |
| Redis + memtier | 1,04 veces | 1,00 veces |
Resultados internos de AMD, normalizados respecto a la configuración sin promoción de páginas. Una cifra mayor representa mejor rendimiento.
La mejora más destacada corresponde a XSBench, donde IBS y pghot alcanzaron 4,57 veces el rendimiento de referencia, frente a las 1,18 veces del mecanismo convencional. También se observó una ventaja en Graph500, mientras NAS BT funcionó ligeramente mejor con la gestión NUMA actual y Redis prácticamente no obtuvo beneficios.
AMD también llevó a cabo pruebas donde el conjunto de datos superaba el espacio disponible en la DRAM rápida, obligando a combinar promociones y desplazamientos hacia CXL. En esas condiciones, las diferencias se redujeron considerablemente: Graph500 alcanzó 1,07 veces frente a 1,04, mientras XSBench registró 0,96 frente a 0,98.
Estos resultados muestran que el beneficio depende del patrón de acceso y de la cantidad de páginas activas que consiga identificar el muestreo. En determinadas cargas, IBS permite encontrar rápidamente los datos importantes, pero otras aplicaciones necesitan un seguimiento más amplio para conseguir resultados similares a los del método convencional.
La sobrecarga por página se reduce, pero no todas las pruebas mejoran
Otro resultado interesante aparece en el coste de gestionar las promociones de memoria. En una prueba específica, AMD registró 26,1 microsegundos por folio con el sistema NUMA convencional, frente a 15,8 microsegundos utilizando IBS Memory Profiler y pghot, una reducción importante del trabajo contabilizado por cada traslado.
Sin embargo, el tiempo de ejecución del benchmark aumentó de 37,85 a 39,91 segundos, aproximadamente un 5% más. Esto demuestra que reducir la sobrecarga de determinadas operaciones del kernel no garantiza automáticamente un mayor rendimiento global, especialmente cuando intervienen la cobertura del muestreo, las migraciones y otros costes de ejecución.
La integración en Linux todavía necesita completar su desarrollo
El código destinado a aprovechar IBS Memory Profiler se encuentra en fase de revisión mediante parches propuestos para el kernel de Linux. AMD publicó una nueva serie el 24 de septiembre de 2026, separando el controlador específico de Zen 6 de la infraestructura general pghot, con el objetivo de facilitar su evaluación y mantenimiento.
La documentación presentada también señala que IBS Memory Profiler no dispone actualmente de soporte de virtualización ni almacenamiento intermedio de muestras en el propio hardware. Estas limitaciones afectan específicamente al nuevo analizador y no significan que los procesadores Zen 6 carezcan de capacidades generales de virtualización.
El desarrollo resulta especialmente relevante para los próximos servidores AMD EPYC Venice, basados en Zen 6 y compatibles con expansión de memoria mediante CXL 3.1. Estos procesadores están destinados a centros de datos y grandes plataformas de cálculo, donde reducir las penalizaciones de acceso a memoria externa puede mejorar el aprovechamiento de infraestructuras con grandes volúmenes de RAM.
Por ahora, AMD ha demostrado mejoras importantes en determinadas cargas, pero también limitaciones en otras. La incorporación de IBS Memory Profiler al hardware Zen 6 representa un avance en las posibilidades de observación de la memoria, aunque sus beneficios prácticos dependerán de la evolución de pghot y de su integración definitiva en Linux.
Vía: TechPowerUp / Phoronix
