【摘 要】
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随着数据密集型应用的日益增加,现代计算机系统对内存的容量和带宽提出了更高的要求。为了满足这些需求,采用DRAM（Dynamic Random Access Memory）与NVM（Non-Volatile Memory,非易失性内存）共同组成混合内存已经成为一种趋势。由于当前NVM与DRAM尚存在性能差距,为了充分发挥混合内存的性能,需要使更多的内存请求在高性能内存上完成,因此如何高效地动态管理数
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随着数据密集型应用的日益增加,现代计算机系统对内存的容量和带宽提出了更高的要求。为了满足这些需求,采用DRAM（Dynamic Random Access Memory）与NVM（Non-Volatile Memory,非易失性内存）共同组成混合内存已经成为一种趋势。由于当前NVM与DRAM尚存在性能差距,为了充分发挥混合内存的性能,需要使更多的内存请求在高性能内存上完成,因此如何高效地动态管理数据在混合内存中的分布成为了当前亟待解决的问题。为了解决该问题,提出了一种面向混合内存的自适应数据迁移策略AMHM（Adaptive data Migration strategy for Hybrid Memory）。AMHM采用分组的方式对内存数据进行管理,利用组内数据块的相对访问热度指导数据进行迁移,在阻止冷数据被迁移进高性能内存的同时,及时地对数据热度发生变化的组进行数据迁移。AMHM根据内存访问空间局部性的强弱适时调整数据迁移粒度,对于空间局部性强的访问模式,以更大的粒度进行数据迁移,充分发挥局部性的优势,使更多的内存请求在高性能内存上完成,反之,则以较小的粒度进行数据迁移,减少额外的数据读写,避免因数据迁移而浪费混合内存带宽资源。此外,AMHM引入一个小容量的地址重映射表片上缓存,以减少位于内存访问关键路径上的地址重映射表访问开销;对于缓存未命中的读请求,进一步利用多通道并行技术并行读取地址重映射表和数据,以隐藏地址重映射表的访问开销。在Gem5仿真平台实现了所提出的混合内存数据迁移策略并进行了实验验证。实验结果表明,在高性能内存和较低性能内存的容量比为1:4时,AMHM与当前先进的混合内存数据迁移策略相比,性能平均提升了38%,因数据迁移产生的额外数据读写量减少了50%。
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