基于Bank劃分的異構(gòu)內(nèi)存訪存管理機(jī)制.pdf

1、傳統(tǒng)動態(tài)隨機(jī)存儲器由于功耗和制造工藝等方面的限制，可擴(kuò)展性較低，在滿足現(xiàn)代大規(guī)模數(shù)據(jù)處理應(yīng)用的需求方面越來越捉襟見肘，新型非易失性存儲器的出現(xiàn)有望解決這一問題。但是，非易失性存儲器訪問時延較大且使用壽命較短，因此業(yè)界普遍青睞于使用異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)，即將兩者同時作為計算機(jī)系統(tǒng)的主存。然而，由于異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)中存在兩種不同介質(zhì)的內(nèi)存，它們的訪存特性也不盡相同，這導(dǎo)致傳統(tǒng)的訪存優(yōu)化機(jī)制在異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)中不適用，因此需要針對異構(gòu)內(nèi)存環(huán)境因地制宜地研究新

2、的訪存優(yōu)化機(jī)制。
　　基于Bank劃分的異構(gòu)內(nèi)存訪存管理機(jī)制HMBP通過在異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)中引入Bank劃分機(jī)制來提升系統(tǒng)性能。其通過分析多核環(huán)境下各個線程的訪存特性、為每個線程分配特定的Bank并強(qiáng)制線程只能訪問分配給它們的Bank來減少多核環(huán)境下線程之間的訪存干擾，提高內(nèi)存行緩沖區(qū)命中率，進(jìn)而提升訪存性能。針對異構(gòu)內(nèi)存環(huán)境下存在兩種不同訪存特性的內(nèi)存介質(zhì)，通過動態(tài)分析系統(tǒng)收益的大小，給出分配策略，決定為每個線程分配的Bank種類，

3、形成更適用于異構(gòu)內(nèi)存環(huán)境的新型Bank劃分機(jī)制，以進(jìn)一步提升系統(tǒng)的訪存性能。同時，其給出具體 Bank的分配方案，減少Bank之間的數(shù)據(jù)遷移量，從而降低數(shù)據(jù)遷移對系統(tǒng)性能造成的影響。
　　測試結(jié)果表明，HMBP能夠顯著提升系統(tǒng)的吞吐量與公平性。針對訪存密集且行緩沖區(qū)局部性好的程序集中的場景，相較于目前內(nèi)存控制器中普遍使用的先就緒先來先服務(wù)調(diào)度策略，系統(tǒng)吞吐量平均提升達(dá)9％，而相較于未針對異構(gòu)內(nèi)存環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化的動態(tài)Bank劃分機(jī)制，