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《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
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