[發(fā)明專利]一種基于混合內(nèi)存架構(gòu)的內(nèi)存系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910792500.6
• 申請(qǐng)日: 2019-08-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110532200B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭怡欣;黃興;汪小林;羅英偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)深圳研究生院;鵬城實(shí)驗(yàn)室
• 主分類號(hào): G06F12/0882
• 分類號(hào): G06F12/0882;G06F12/123
• 代理公司: 深圳鼎合誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44281
• 代理人: 郭燕

1.一種基于混合內(nèi)存架構(gòu)的內(nèi)存系統(tǒng)，其特征在于，包括第一存儲(chǔ)介質(zhì)、第二存儲(chǔ)介質(zhì)和內(nèi)存控制器；其中，第一存儲(chǔ)介質(zhì)的訪問(wèn)延遲小于第二存儲(chǔ)介質(zhì)的訪問(wèn)延遲；

所述內(nèi)存控制器包括熱頁(yè)預(yù)測(cè)器，用于獲取第一存儲(chǔ)介質(zhì)和第二存儲(chǔ)介質(zhì)中近期N個(gè)被訪問(wèn)頁(yè)面的訪問(wèn)信息，還用于當(dāng)?shù)谝淮鎯?chǔ)介質(zhì)或第二存儲(chǔ)介質(zhì)有頁(yè)面被訪問(wèn)時(shí)，依據(jù)當(dāng)前被訪問(wèn)頁(yè)面的訪問(wèn)信息和所述近期N個(gè)被訪問(wèn)頁(yè)面的訪問(wèn)信息，獲取當(dāng)前被訪問(wèn)頁(yè)面的權(quán)重值，再依據(jù)被訪問(wèn)頁(yè)面的權(quán)重值對(duì)該被訪問(wèn)頁(yè)面進(jìn)行熱頁(yè)預(yù)測(cè)；其中所述訪問(wèn)信息包括訪問(wèn)次數(shù)和物理地址；

所述內(nèi)存控制器用于將權(quán)重值高的頁(yè)面放置于第一存儲(chǔ)介質(zhì)中；

所述熱頁(yè)預(yù)測(cè)器包括N個(gè)熱頁(yè)預(yù)測(cè)單元，每個(gè)熱頁(yè)預(yù)測(cè)單元用于記錄一個(gè)近期被訪問(wèn)頁(yè)面的訪問(wèn)次數(shù)和物理地址，還用于記錄該近期被訪問(wèn)頁(yè)面的權(quán)重值；

當(dāng)當(dāng)前被訪問(wèn)頁(yè)面的物理地址沒(méi)有記錄在所述熱頁(yè)預(yù)測(cè)器中時(shí)，所述熱頁(yè)預(yù)測(cè)器將當(dāng)前被訪問(wèn)頁(yè)面的物理地址記錄在所述熱頁(yè)預(yù)測(cè)器中的一個(gè)熱頁(yè)預(yù)測(cè)單元中，并將該熱頁(yè)預(yù)測(cè)單元中的訪問(wèn)次數(shù)設(shè)置為1，所述熱頁(yè)預(yù)測(cè)器依據(jù)當(dāng)前被訪問(wèn)頁(yè)面的訪問(wèn)次數(shù)和物理地址獲取該當(dāng)前被訪問(wèn)頁(yè)面的權(quán)重值，并記錄在該熱頁(yè)預(yù)測(cè)單元中；

當(dāng)當(dāng)前被訪問(wèn)頁(yè)面的物理地址記錄在所述熱頁(yè)預(yù)測(cè)器中時(shí)，所述熱頁(yè)預(yù)測(cè)器將記錄當(dāng)前被訪問(wèn)頁(yè)面的熱頁(yè)預(yù)測(cè)單元中的訪問(wèn)次數(shù)加1，并依據(jù)當(dāng)前被訪問(wèn)頁(yè)面的訪問(wèn)次數(shù)和物理地址對(duì)該熱頁(yè)預(yù)測(cè)單元中的權(quán)重值進(jìn)行更新；

當(dāng)當(dāng)前被訪問(wèn)頁(yè)面的物理地址沒(méi)有記錄在所述熱頁(yè)預(yù)測(cè)器中，且所述熱頁(yè)預(yù)測(cè)器的熱頁(yè)預(yù)測(cè)單元都已滿時(shí)，所述熱頁(yè)預(yù)測(cè)器應(yīng)用最近最少使用算法剔除一個(gè)頁(yè)面，并將當(dāng)前被訪問(wèn)頁(yè)面記錄在該所述熱頁(yè)預(yù)測(cè)器中；

所述第一存儲(chǔ)介質(zhì)用于記錄被剔除頁(yè)面的訪問(wèn)次數(shù)作為該被剔除頁(yè)面下一次進(jìn)入所述熱頁(yè)預(yù)測(cè)器中時(shí)的歷史訪問(wèn)次數(shù)，或先對(duì)該被剔除頁(yè)面的訪問(wèn)次數(shù)進(jìn)行量子化處理，將進(jìn)行量子化處理后的結(jié)果作為該被剔除頁(yè)面下一次進(jìn)入所述熱頁(yè)預(yù)測(cè)器中時(shí)的歷史訪問(wèn)次數(shù)；

按以下規(guī)則對(duì)所述訪問(wèn)次數(shù)進(jìn)行量子化處理：

當(dāng)訪問(wèn)次數(shù)是0時(shí)，則量子化的結(jié)果為0；

當(dāng)訪問(wèn)次數(shù)是1至8時(shí)，則量子化的結(jié)果為1；

當(dāng)訪問(wèn)次數(shù)是9至31時(shí)，則量子化的結(jié)果為2；

當(dāng)訪問(wèn)次數(shù)大于31時(shí)，則量子化的結(jié)果為3；

當(dāng)當(dāng)前被訪問(wèn)頁(yè)面的物理地址不在所述熱頁(yè)預(yù)測(cè)器中時(shí)，所述熱頁(yè)預(yù)測(cè)器還用于從所述第一存儲(chǔ)介質(zhì)讀取當(dāng)前被訪問(wèn)頁(yè)面的歷史訪問(wèn)次數(shù)，并將所述歷史訪問(wèn)次數(shù)記錄在該頁(yè)面的熱頁(yè)預(yù)測(cè)單元中；

所述熱頁(yè)預(yù)測(cè)器還包括第一特征權(quán)重表、第二特征權(quán)重表和/或第三特征權(quán)重表；

所述第一特征權(quán)重表包括多個(gè)第一特征索引值和與該索引值相對(duì)應(yīng)的第一特征權(quán)重值，是用于記錄第一存儲(chǔ)介質(zhì)和第二存儲(chǔ)介質(zhì)中任一被訪問(wèn)頁(yè)面的訪問(wèn)次數(shù)與第一特征權(quán)重值的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

所述第二特征權(quán)重表包括多個(gè)第二特征索引值和與該索引值相對(duì)應(yīng)的第二特征權(quán)重值，是用于記錄第一存儲(chǔ)介質(zhì)和第二存儲(chǔ)介質(zhì)中任一被訪問(wèn)頁(yè)面的歷史訪問(wèn)次數(shù)與第二特征權(quán)重值的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

所述第三特征權(quán)重表包括多個(gè)第三特征索引值和與該索引值相對(duì)應(yīng)的第三特征權(quán)重值，是用于記錄之前被訪問(wèn)頁(yè)面的物理地址與第三特征權(quán)重值的對(duì)應(yīng)關(guān)系；所述之前被訪問(wèn)頁(yè)面的物理地址包括前一次被訪問(wèn)頁(yè)面的物理地址或前兩次被訪問(wèn)頁(yè)面的物理地址；

每個(gè)所述熱頁(yè)預(yù)測(cè)單元還記錄被訪問(wèn)頁(yè)面的第一特征索引值、第二特征索引值和/或第三特征索引值，以用于依據(jù)該被訪問(wèn)頁(yè)面的第一特征索引值、第二特征索引值和/或第三特征索引值獲取該被訪問(wèn)頁(yè)面的權(quán)重值。

2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)存系統(tǒng)，其特征在于，所述熱頁(yè)預(yù)測(cè)單元還用于記錄第一特征權(quán)重值、第二特征權(quán)重值和/或第三特征權(quán)重值之和，以作為被訪問(wèn)頁(yè)面的權(quán)重值；所述第一特征權(quán)重值、所述第二特征權(quán)重值和/或所述第三特征權(quán)重值是依據(jù)該被訪問(wèn)頁(yè)面的第一特征索引值、第二特征索引值和/或第三特征索引值獲得的。

3.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)存系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)當(dāng)前被訪問(wèn)頁(yè)面的物理地址記錄在所述熱頁(yè)預(yù)測(cè)器中，且所述當(dāng)前被訪問(wèn)頁(yè)面的權(quán)重值大于一預(yù)設(shè)值時(shí)，所述熱頁(yè)預(yù)測(cè)器不對(duì)所述當(dāng)前被訪問(wèn)頁(yè)面的權(quán)重值進(jìn)行更新。