基于空间局部性的PCM和DRAM混合内存页面调度算法-论文.pdf

《基于空间局部性的PCM和DRAM混合内存页面调度算法-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第9卷第1期中国科技论文Vo1．9No．12014年1月CHINASCIENCEPAPERJan．2014基于空间局部性的PCM和DRAM混合内存页面调度算法刘巍(清华大学计算机科学与技术系，北京100084)摘要：提出一种新的PCM(phasechangememory，相变内存)和DRAM混合内存构架页面调度算法CLOCK—S。该算法根据一个内存页的读写属性以及相邻页的空间局部性，把该页调度到不同的存储器中，从而达到减少对PCM的写操作，延长其寿命的目的。该算法利用各个存储器的优点，避免其缺点。实验表明，相较于传统页面调度CLOCK算法，该算

2、法可减少对PCM的写操作平均达1O。关键词：相变内存；混合构架；页面调度；空间局部性中图分类号：TP391文献标志码：A文章编号：2095—2783(2014)01—0053—05PageschedulealgorithmbasedonspatiallocalityforhybridPCMandDRAMmemoryLiuWei(DepartmentofComputerScienceandTechnology，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：Weproposeanewpagesche

3、dulealgorithmforhybridPCMandDRAMmemory，calledCIOCKS．ItschedulespagesintodifferentmemoriesbasedontheiraccessattributesandspatiallocalityofneighborpagesSOastoreducewritecountandincreaseenduranceofPCM．ThisalgorithmcanmakeuseofadvantagesofPCMandDRAM，whileavoidingtheirdefects．Our

4、ex—perimentsshowthatCLOCK-ScanreducewritesofPCMby10onaveragecomparedtOtheclassicCLOCKalgorithms．Keywords：phasechangememory；hybridarchitecture；pageschedule；spatiallocality随着计算机技术的不断发展，系统对内存的要求越来越高。常用的主存储器DRAM由于其自身制造工艺的限制，单位面积存储容量难以增加，造成主存储器的扩展性遭遇瓶颈。另外，DRAM的能耗问题也日益成为计算机系统的一个不容

5、忽视的问题。为了弥补DRAM的不足，一种新型的存储技术——PCM正逐渐发展起来。PCM具有能耗低、单位面积容量大等特点，而且非易失、可对位进行读写操作，具有良好的扩展性，使其有望成为下一代内存的主流技术。图1计算机系统存储器构架Fig．1Storagearchitectureofcomputersystem1背景及相关工作相变内存是一种由硫化物玻璃作为主要介质的1．1相变内存非易失存储器。由于硫化物玻璃的独特性能，通过在传统的计算机系统中，存储构架如图1tl_所电流加热可使该物质在晶体和非晶体两种状态之间示。由图可见，从下到上，存储器的性能和成

6、本越来切换。当相变材料单元处于晶体状态(crystalline越高；反之，其性能和成本逐渐降低。在片外存储器state)时，其电阻值较低，对应的数值为1。使相变材和在线存储器之间，性能的差异更加显著，例如，料单元变为晶体状态的过程称为SET操作，需要中DRAM的读写操作延迟在2。-2如个时钟周期之间，等强度的电流将其加热到晶体温度之上。该电流所而闪存的延迟在2¨～2时钟周期之间，硬盘则在需的时长依赖于相变材料变为晶体态的速度。因2～2。个时钟周期之间。PCM的典型延迟在2"～此，SET操作的延迟决定了PCM的写操作性能。当2他个时钟周期之间【2

7、]，适合弥补片外存储器和在线相变材料单元处于非晶体状态(amorphousstate)存储器之问的性能鸿沟。时，其电阻值很高，对应的数值为0。使相变材料单收稿日期：2013—10—28基金项目：国家自然科学基金资助项目(61103020)作者简介：刘巍(1974～)，男，工程师，博士研究生，主要研究方向为操作系统、信息安全，1wlojj@163．corn第1期刘巍：基于空间局部性的PCM和DRAM混合内存页面调度算法551procedureCLOCK-S(pageP，pageq)2混合页面调度算法2／／pisthecurrent—accessi

8、ngpage，qwasaccessedbeforeP．3Ⅱ(Ip-q}<一卜JE删S)then／／pandqarespatialneighbors内存