基于閃存固態(tài)盤的內(nèi)存交換技術(shù)研究.pdf

1、內(nèi)存交換技術(shù)幾乎應用于所有的計算機系統(tǒng)，交換操作中頻繁的外存訪問是制約程序運行性能的一個重要因素。近年來，隨著新型存儲介質(zhì)閃存的快速發(fā)展，越來越多的研究關(guān)注于使用閃存固態(tài)盤作為交換區(qū)，以便有效降低內(nèi)存交換系統(tǒng)中I/O訪問延遲，提高程序運行性能。本文針對閃存固態(tài)盤的自身特性，分別從內(nèi)存交換區(qū)刪冗和內(nèi)存交換區(qū)空間分配兩個角度探索內(nèi)存交換技術(shù)。
　　在內(nèi)存交換區(qū)刪冗方面，本文提出一種結(jié)合重復數(shù)據(jù)刪除技術(shù)的內(nèi)存交換機制MSDD(Memor

2、y Swap with Data Deduplication)，通過刪除交換頁面中的重復頁面減少交換進程的換出操作，進而減少作為內(nèi)存交換區(qū)的閃存固態(tài)盤的數(shù)據(jù)寫入負載，延長閃存固態(tài)盤的使用壽命。針對交換操作延遲敏感和內(nèi)存緊缺的特點，MSDD機制采用了改進的MD5算法計算頁面的數(shù)字指紋以限制其計算時延，同時通過哈希表存儲刪冗元數(shù)據(jù)以在內(nèi)存空間占用率與刪冗元數(shù)據(jù)的檢索速率兩方面取得權(quán)衡。
　　在內(nèi)存交換區(qū)的空間分配方面，本文提出一種帶有

3、語義感知的交換區(qū)空間分配方案。使用閃存固態(tài)盤作為內(nèi)存交換區(qū)，閃存固態(tài)盤無法感知交換區(qū)中的無效數(shù)據(jù)，交換系統(tǒng)需要發(fā)送帶有語義傳遞功能的Trim命令通知閃存固態(tài)盤無效數(shù)據(jù)的位置，以便閃存固態(tài)盤回收無效數(shù)據(jù)頁面，但同時Trim命令為交換系統(tǒng)引入了一定的時間開銷。針對閃存固態(tài)盤語義缺失特性，本文提出的交換區(qū)空間分配方案帶有語義分析，減少內(nèi)存交換系統(tǒng)中Trim命令的使用次數(shù)，進而減少內(nèi)存交換系統(tǒng)中的時間開銷，進一步提高程序運行的性能。