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文檔簡介
1、隨著大規(guī)模內(nèi)存計算的高速發(fā)展,現(xiàn)有動態(tài)隨機存儲器(Dynamic Random Access Memory,DRAM)已無法滿足一些實時系統(tǒng)和高性能系統(tǒng)對性能、能耗和設(shè)備面積的需求。工業(yè)界和學(xué)術(shù)界正提出使用新型非易失性存儲器(Non-Volatile Memory,NVM)和DRAM混合的內(nèi)存系統(tǒng)來緩解這一情況。NVM存儲介質(zhì)具有低功耗、高密度、低時延和可字節(jié)尋址等優(yōu)點,但也存在寫功耗高于讀功耗、寫時延高于讀時延和寫操作次數(shù)有限等缺點。
2、研究NVM和DRAM混合內(nèi)存需要重點關(guān)注NVM介質(zhì)讀寫不對稱的特性。
本文針對NVM和DRAM混合的內(nèi)存系統(tǒng)架構(gòu),提出一種新型高效的內(nèi)存頁面管理機制—HMPM(Hybrid Memory Page Management)。該機制的核心思想就是根據(jù)不同內(nèi)存介質(zhì)的特性,將具有不同訪問特征的數(shù)據(jù)頁保存在合適的內(nèi)存空間中,以減少系統(tǒng)的遷移操作次數(shù),從而提升系統(tǒng)性能。HMPM機制主要優(yōu)化了數(shù)據(jù)頁的遷移策略。與現(xiàn)有的混合內(nèi)存管理機制不同,
3、HMPM允許直接在NVM介質(zhì)中進行少量寫操作來減少數(shù)據(jù)頁的遷移。而對于DRAM空間中數(shù)據(jù)頁,HMPM重新考慮其訪問特征,選擇讀密集型數(shù)據(jù)頁進行遷移。同時,HMPM機制使用一種簡單高效的磨損均衡算法來提升NVM的使用壽命。本文還針對內(nèi)存映射訪問和并發(fā)申請內(nèi)存這兩種使用混合內(nèi)存的場景進行了優(yōu)化。
本文在Linux內(nèi)核中對HMPM機制進行了仿真實驗。實驗包括兩部分,其一是HMPM機制與現(xiàn)有內(nèi)存管理機制的對比,實驗結(jié)果表明,HMPM與
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