[發明專利]一種異構混合內存快速訪問優化方法及系統

有效

• 申請號: 201810541232.6
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108897491B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 周恒釗;劉璧怡
• 申請（專利權）人: 鄭州云海信息技術有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 王汝銀

本發明涉及混合內存技術領域，提供一種異構混合內存快速訪問優化方法及系統，方法包括：對NVMe協議的命令處理開銷進行優化處理；在對NVMe協議的命令處理開銷優化處理后，當命令啟動時，采用Endpoint對命令隊列進行輪詢；采用輪詢接收緩沖區中的追蹤位內容對DRAM負載的到達與否進行測試，所述追蹤位的改變表征讀命令的完成，從而解決NVM訪存和DRAM訪存的速度不匹配的問題，能夠在基于NVM擴展系統內存的異構混合內存平臺上對NVM內存的快速訪問，提高系統整體訪存性能，從而提高異構混合內存平臺的性能。

技術領域

本發明屬于混合內存技術領域，尤其涉及一種異構混合內存快速訪問優化方法及系統。

背景技術

隨著大數據、內存計算應用的發展和使用，對內存容量和性能的需求越來越大,但動態隨機存取存儲器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)的成本高是其中一項影響內存容量擴展的重要因素。而非易失存儲器(Non-volatile Memory，NVM)作為一種新型介質，與機械硬盤比，其訪問速度快，非易失的特性也越來越受到市場的關注。NVM Express是一個針對使用PCI Express SSD的企業和普通客戶端系統開發的可擴展的主機控制芯片接口標準。NVMe提供了一整套相對十分復雜的數據結構以及事務處理方法。通過多個命令提交隊列、命令完成隊列等進行命令分發與處理。雖然NVMe提供的機制很好，但是對混合內存系統，需要針對性地提出簡化的、適用的協議，使得訪問的接口可以充分的使用非易失性存儲器的優點，最大程度的發揮帶寬優勢。

目前，NVM作為PCIE SSD或SAS SSD使用，其主要作用是取代機械硬盤。使用NVM對內存擴展，一般使用基于PCIe總線，使用NVMe協議。NVM Express是一個針對使用PCIExpress SSD的企業和普通客戶端系統開發的可擴展的主機控制芯片接口標準。但是，NVMe提供的機制并不完全適合異構混合內存系統，其復雜，適用度不高，并不能充分的使用非易失性存儲器的優點，最大程度的發揮帶寬優勢。同時，PCIe總線數據包交換的時間超過千字節的數據傳輸所需的時間，有很多不必要的數據包交換，導致對NVM訪存效率低。

發明內容

本發明的目的在于提供一種異構混合內存快速訪問優化方法，旨在解決現有技術中NVMe提供的機制并不完全適合異構混合內存系統，NVM訪存效率低的問題。

本發明是這樣實現的，一種異構混合內存快速訪問優化方法，所述方法包括下述步驟：

對NVMe協議的命令處理開銷進行優化處理，其中，所述NVMe協議的命令處理開銷包括命令的獲取、命令包的解析、命令包的分發和完成命令包的發送；

在對所述NVMe協議的命令處理開銷優化處理后，當命令啟動時，采用Endpoint對命令隊列進行輪詢；

采用輪詢接收緩沖區中的追蹤位內容對DRAM負載的到達與否進行測試，所述追蹤位的改變表征讀命令的完成。

作為一種改進的方案，所述對NVMe協議的命令處理開銷進行優化處理的步驟具體包括下述步驟：

生成一個專用的命令處理單元，所述命令處理單元用于對所述NVMe協議中的命令的獲取和完成命令包的發送流程進行控制執行；

生成一個仲裁器，所述仲裁器用于對所述NVMe協議中的命令包的分發進仲裁。

作為一種改進的方案，所述方法還包括下述步驟：

在I/O命令中加入擦除命令，所述擦除命令用于對flash和PCM進行擦除的控制，記錄對flash和PCM的不同擦除位置的擦除次數。

作為一種改進的方案，所述在對所述NVMe協議的命令處理開銷優化處理后，當命令啟動時，采用Endpoint對命令隊列進行輪詢的步驟具體包括下述步驟：

對PCIE傳輸的時間進行預估；