[發(fā)明專利]一種混合內(nèi)存訪問情況的記錄方法及其系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410175738.1
• 申請(qǐng)日: 2014-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN103914403B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳嵐;覃力;郝曉冉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): G06F12/0817
• 分類號(hào): G06F12/0817;G06F12/1009
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 王立民;吉海蓮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及存儲(chǔ)器領(lǐng)域，尤其涉及一種混合內(nèi)存訪問情況的記錄方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)

DRAM(Dynamic?Random?Access?Memory，動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)一直以來擔(dān)當(dāng)著計(jì)算機(jī)體系中主存儲(chǔ)器的角色，但隨著集成電路關(guān)鍵尺寸的不斷減小，DRAM在尺寸收縮、功耗控制、存儲(chǔ)密度和發(fā)熱量等方面遇到了極大的挑戰(zhàn)，其技術(shù)已接近瓶頸，迫切需要找到新的替代者。PRAM(Phase?change?Random?Access?Memory，相變隨機(jī)存儲(chǔ)器)憑借其優(yōu)良的特性已逐步成為最有可能取代DRAM地位的存儲(chǔ)器件。

然而，與DRAM相比，PRAM的讀功耗低、靜態(tài)功耗低，但其寫功耗和寫延時(shí)均比較大，因此PRAM還不能完全取代DRAM獨(dú)自成為主存。目前最常見的方法是讓PRAM與DRAM一同構(gòu)成混合主存。在DRAM-PRAM的混合存儲(chǔ)架構(gòu)下，為了最大化的發(fā)揮兩種存儲(chǔ)器件的優(yōu)點(diǎn)以降低內(nèi)存系統(tǒng)的功耗，已有的技術(shù)均是通過對(duì)內(nèi)存頁面讀、寫次數(shù)的統(tǒng)計(jì)，將DRAM中讀頻繁的頁面遷入PRAM，而將PRAM中寫頻繁的頁面遷入DRAM，從而充分發(fā)揮DRAM寫功耗低、寫延時(shí)低，PRAM讀功耗低的優(yōu)點(diǎn)。

在混合內(nèi)存的使用中，如何準(zhǔn)確的選擇需要交換的頁面，是讓混合內(nèi)存高效運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵所在。根據(jù)經(jīng)典的時(shí)間局部性原理，當(dāng)前被訪問的頁面極有可能在接下來的時(shí)間內(nèi)繼續(xù)被訪問。目前，記錄下最近一段時(shí)間內(nèi)頁面的訪問情況，并通過一定算法選擇出最佳交換頁面是混合內(nèi)存中選擇交換頁面的主要方法。為了記錄頁面最近一段時(shí)間的訪問情況，通常是開辟一段專用的存儲(chǔ)空間，占用額外硬件空間，增加了成本，存儲(chǔ)頁面的訪問情況，并維護(hù)記錄與頁面的對(duì)應(yīng)關(guān)系，在每次選擇頁面時(shí)遍歷頁表及記錄表，時(shí)間開銷增大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種內(nèi)存訪問情況的記錄方法及系統(tǒng)，無需額外硬件空間，減小時(shí)間開銷，提高系統(tǒng)效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：

一種內(nèi)存訪問情況的記錄方法，包括步驟：

獲取頁表項(xiàng)中空閑位和臟位的表征值；

進(jìn)行寫回步驟，具體包括：將頁表項(xiàng)中臟位的表征值移入頁表項(xiàng)空閑位的第一位，空閑位中每一位的表征值順次移入更高位；將臟位重置。

可選的，空閑位及臟位設(shè)置有權(quán)值，且由空閑位的高位至第一位、由第一位至臟位，其權(quán)值依次升高，在獲取頁表項(xiàng)中空閑位和臟位的表征值之后，進(jìn)行寫回步驟之前，還包括步驟：

根據(jù)權(quán)值和表征值，得到訪存熱度值；

判斷訪存熱度值是否高于閾值，若是，則判定頁面要被遷移。

可選的，根據(jù)權(quán)值和表征值，得到訪存熱度值的步驟具體為：由權(quán)值和與權(quán)值對(duì)應(yīng)位的表征值得乘積得到訪存熱度值。

可選的，所述臟位在判斷是否進(jìn)行遷移完成之后或在頁面遷移完成之后被重置。

可選的，所述臟位在頁面寫操作發(fā)生時(shí)由處理器重新置位。

此外，本發(fā)明還提供了一種內(nèi)存訪問情況的記錄系統(tǒng)，包括：

獲取單元，用于獲取空閑位和臟位的表征值；

寫回單元，用于將頁表項(xiàng)中臟位的表征值移入頁表項(xiàng)空閑位的第一位，空閑位中每一位的表征值順次移入更高位，最高位丟棄；將臟位重置。

可選的，空閑位及臟位設(shè)置有權(quán)值，且由空閑位的高位至第一位、由第一位至臟位，其權(quán)值依次升高，系統(tǒng)還包括：

訪存熱度單元，用于根據(jù)權(quán)值和表征值，得到訪存熱度值；

判斷單元，用于判斷訪存熱度值是否高于閾值，若是，則判定頁面要被遷移。

可選的，所述獲取單元，由權(quán)值和與權(quán)值對(duì)應(yīng)位的表征值得乘積得到訪存熱度值。

可選的，所述臟位在判斷是否進(jìn)行遷移完成之后或在頁面遷移完成之后被重置。

可選的，所述臟位在頁面寫操作發(fā)生時(shí)由處理器重新置位。

本發(fā)明實(shí)施例提供的內(nèi)存訪問情況的記錄方法及系統(tǒng)，使用頁表項(xiàng)中的空閑位和臟位一起記錄頁面使用情況，利用頁面被寫入時(shí)臟位即被置1及空閑位原本未使用的特點(diǎn)，無需做另外專門的訪存統(tǒng)計(jì)工作，也無需額外開辟存儲(chǔ)空間存放統(tǒng)計(jì)結(jié)果，可以在遍歷頁表項(xiàng)時(shí)就一并獲取其歷史訪問信息，減少了系統(tǒng)時(shí)間及空間上的開銷。

附圖說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的混合內(nèi)存訪問情況的記錄方法的流程圖示意圖；

圖2為Linux的三級(jí)映射的虛擬內(nèi)存的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖2中的頁表項(xiàng)中的存儲(chǔ)單元的示意圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的混合內(nèi)存訪問情況的記錄系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式