面向新型混合內(nèi)存架構(gòu)的內(nèi)存管理機制.pdf

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