Le applicazioni come i browser Web o le app per smartphone utilizzano spesso molta memoria. Per affrontare questo, un gruppo di ricerca co-guidato da Emery Berger, un professore di informatica presso l'Università del Massachusetts Amherst, ha sviluppato un sistema chiamato Mesh in grado di ridurre automaticamente tali richieste di memoria. Berger presenta oggi questo lavoro a Cppcon, la conferenza C++ in Aurora, Colorado.

Berger e i colleghi del College of Information and Computer Science (CICS) si aspettano che Mesh abbia un impatto sostanziale sul mondo informatico, dalle applicazioni mobili ai desktop ai data center, perché nessuno è stato precedentemente in grado di compattare la memoria in applicazioni scritte o eseguite su linguaggi ampiamente utilizzati come C, C++, o Obiettivo C, la lingua utilizzata per le app iOS.

Come spiegano gli autori, i programmi scritti in linguaggi di tipo C possono soffrire di una grave frammentazione della memoria, dove la memoria è spezzata, proprio come una brutta tavola di Tetris, Berger dice, quindi ci sono molti spazi vuoti in mezzo. "Così si spreca la memoria, " fa notare. "Immagina un tabellone Tetris dove potresti fermarti e riorganizzarlo in qualsiasi momento:questo renderebbe il gioco molto più semplice, perché potresti sempre spremere lo spazio vuoto. Ma non puoi farlo in C, proprio come non puoi farlo a Tetris."

Mesh elimina efficacemente queste lacune sfruttando una funzionalità hardware chiamata "memoria virtuale" supportata da quasi tutti i computer moderni. "Il trucco è trovare pezzi di memoria che possono essere intercalati, un po' come quando gli ingranaggi a incastro si ingranano, " spiega Berger. Quando Mesh trova questi pezzi, può recuperare la memoria da uno dei blocchi combinando i due blocchi in uno solo. "Questo processo di meshing funziona perché cambiamo solo le cose nella memoria 'fisica'. Dal punto di vista del programma, che può vedere solo la memoria 'virtuale', niente è cambiato. Questo è potente perché possiamo farlo automaticamente per qualsiasi applicazione."

Il team riferisce che i risultati fino ad oggi sono stati estremamente promettenti; Per esempio, l'utilizzo di Mesh riduce automaticamente del 16% la richiesta di memoria del browser Web Firefox. Per Redis, un popolare server di struttura dati open source, Mesh riduce le richieste di memoria di quasi il 40%.

Il team CICS Mesh comprende il professor Emery Berger, un esperto nella gestione della memoria che ha progettato l'algoritmo su cui si basa il gestore della memoria di Mac OS X, professore Andrew McGregor, uno specialista in progettazione e analisi di algoritmi, e dottorandi Bobby Powers e David Tench. Powers è un dottorando del quarto anno che è anche un ingegnere delle infrastrutture presso Stripe, e Tench è un dottorando del quinto anno specializzato in algoritmi randomizzati.

In un campo in cui la "frammentazione catastrofica" è stata a lungo accettata come inevitabile, il loro software è un grande passo avanti, sottolineano gli autori. "Questo è qualcosa che tutti pensavano fosse impossibile, " osserva McGregor. "Dopo che Emery ha avuto la sua intuizione chiave, siamo stati in grado di analizzarlo teoricamente e progettare un algoritmo efficiente per implementare l'idea. Contro quasi 50 anni di saggezza convenzionale, è fantastico che ora abbiamo una soluzione a questo importante problema che non funziona solo in teoria, ma è pratico."

All'inizio di quest'anno, Berger ha presentato i dettagli tecnici alla conferenza ACM SIGPLAN Programming Language Design and Implementation (PLDI '19) a Phoenix. In risposta al documento, Il programmatore Microsoft e illustre ingegnere Miguel de Icaza ha twittato che Mesh è un "lavoro davvero stimolante, con impatto profondo. Una bella idea completamente sviluppata. Che contributo straordinario al settore".