基于Trace和事件驅(qū)動的內(nèi)存系統(tǒng)模擬器的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、隨著中國社會步入大數(shù)據(jù)、云計算時代，各行各業(yè)都擠入"互聯(lián)網(wǎng)+"的大門，用戶數(shù)據(jù)量持續(xù)上升，帶動了數(shù)據(jù)服務(wù)和在線數(shù)據(jù)分析的需求指數(shù)式爆發(fā)，導(dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的處理能力面臨著嚴(yán)峻的考驗。其中"內(nèi)存墻"問題、數(shù)據(jù)中心整體節(jié)點利用率不高的問題、單節(jié)點內(nèi)存不足的問題是影響數(shù)據(jù)中心處理能力的關(guān)鍵因素，造成內(nèi)存成為制約數(shù)據(jù)中心處理能力的瓶頸。因此，為了解決上述問題和充分利用數(shù)據(jù)中心資源，提出了三種解決內(nèi)存解決方案。
　　為了科學(xué)的研究上述方案的

2、性能，以真實的內(nèi)存訪問過程為參考，采用C++編程設(shè)計語言設(shè)計和實現(xiàn)了這款內(nèi)存系統(tǒng)模擬器系統(tǒng)。這款模擬器系統(tǒng)以內(nèi)存訪問記錄trace文件為輸入，執(zhí)行完所有trace記錄所耗的時間為輸出，合理的評估了上述三種方案的性能。首先，對模擬器系統(tǒng)的需求進(jìn)行了分析，總結(jié)出模擬器中包含的三大組件--事務(wù)隊列、內(nèi)存控制器和DRAM系統(tǒng)，四個模擬器方案--磁盤交換區(qū)方案、遠(yuǎn)程內(nèi)存借用方案、遠(yuǎn)程內(nèi)存交換到本地內(nèi)存方案和部分本地內(nèi)存用作遠(yuǎn)程內(nèi)存緩存的方案。此外

3、，該模擬器系統(tǒng)支持HMTT采集的二進(jìn)制trace文件，并實現(xiàn)了通道與訪存地址之間的動態(tài)映射，采用事件驅(qū)動執(zhí)行和最小堆事件管理機制。
　　為了評估上述四種方案的優(yōu)劣，分不同的本地內(nèi)存緊缺程度進(jìn)行實驗，當(dāng)內(nèi)存系統(tǒng)能夠供給給應(yīng)用的內(nèi)存空間低于所需一半時，實驗結(jié)果表明：（1）基于遠(yuǎn)程內(nèi)存借用技術(shù)的方案相比磁盤交換區(qū)方案會有很大程度的性能提升，平均提升倍數(shù)在10到48倍之間；（2）在基于遠(yuǎn)程內(nèi)存技術(shù)的方案中，部分本地內(nèi)存用作遠(yuǎn)程內(nèi)存緩存方案