移动互联网的快速发展使得移动设备的普及率不断提高,人们对以智能手机为代表的移动设备的性能需求也随之提升,其中对于主存的更快速度、更大容量的需求给智能手机主存系统带来了机遇和挑战。传统的基于DRAM的主存在工艺、能耗等方面面临极大的挑战。以相变存储器(Phase Change Memory,PCM)为代表的新型非易失性存储器具有容量大、功耗低以及非易失等优点,并且在读写性能上相对而言与DRAM的差异较小,这为主存系统的设计优化带来了更多的思路。为了在不降低性能的前提下进一步增大主存容量,把PCM引入到主存系统,与DRAM共同组成系统的主存,利用PCM以及DRAM各自的优势,克服PCM的写性能限制和写寿命,同时补偿DRAM在刷新功耗方面的不足。另外,在系统设计时,需要考虑到智能手机中存在的两个现象:从主存往Flash的写操作十分频繁;后台程序的大量I/O操作对前台程序的访存性能影响较大。为此,选择基于PCM和DRAM的“垂直”分层混合主存架构,让DRAM作为PCM的缓存,PCM则作为大容量主存,并设计读请求、写请求的访存调度方案以及进一步提升手机I/O效率的后台冲洗策略,形成一套较为完整的混合主存系统解决方案。对上述的混合主存系统进行仿真模拟、测试分析。结果表明:基于PCM和DRAM的“垂直”混合主存系统在实施上述方案策略后,可以在一定程度上缓解当前主存系统的性能瓶颈,提升I/O效率,进而验证了上述方案具有一定的可行性。