混合存储系统中缓存优化技术的研究与实现

发布时间：2025-06-27 00:10

　　近年来,新型非易失性存储器NVM被广泛应用到高速缓冲存储器、主存储器和外存储器中,以缓解CPU与存储器之间的性能差异。其中,将NVM集成到便签式存储器SPM的研究越来越多。NVM具备内存级存储器的读写速度及外存级存储器的大密度与持久性,但也存在NVM写入次数有限的缺陷。本文旨在研究基于NVM的SPM存储架构的数据变量分配方法,在充分发挥NVM优势的同时,提升系统性能。首先,本文提出一种基于纯NVM的SPM利用率感知的数据变量分配方法DVA(Data Variable Allocation)。该方法以遗传算法为基础,通过多次迭代遗传操作,获得的最优解,既能决定是否将数据变量分配到SPM,又能均匀分布SPM上的数据变量。实验表明,DVA可以获得与最优解非常接近的分配方案;与其他方法相比,DVA可以将寿命延长9.17%。然后,本文提出一种基于SRAM-NVM混合SPM写频率感知的数据分配方法DVAWF(Data Variable Allocation based on Writing Frequency)。该方法通过写操作频率和写阈值的比较结果,判断数据变量的类型,从而确定数据变量在混合SPM...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3-1基于NVM的主存储器架构

3.1基于NVM的存储架构分类3.1.1基于NVM的主存储器架构目前，将NVM应用到主存储器中主要有三种方式，如图3-1所示。(1)使用小型DRAM作为NVM的片外缓存，如图3-1(a)所示。在这种方式中，如果DRAM缓存的命中率足够高，就可以....

图4-1系统架构图

Cache或SPM，然而随着NVM的发展，高密度、非易失性和低待使得将NVM集成到SPM中的研究越来越多。章提出了一种基于遗传算法的数据变量分配方法，叫DVA（Datation），用于基于纯NVM的SPM，以延长NVM的寿命。建立的优化束：CPU利....

图4-3变量分配（括号中的数字代表每个变量的写次数）

电子科技大学硕士学位论文图4-2所示例子中变量的两种分配方式（括号中的数字分别表示每个作次数）。假设SPM上每个地址的写入操作次数上限为60。按照图配方式，和的堆栈变量被分配在SPM的同一地址上，这样的分PM地址上的最大写入操作次数达到了100,远远超过了....

图4-5遗传算法过程图解

28图4-5遗传算法过程图解数据变量，判断是否被分配到S在SPM上的起始地址。种群，使用贪婪算法来得到初始个体机交换基因的起始地址生成。量某个个体对于生存环境的适应程如下。xxB(x)1()==′nithiiaddrPfitnessiWW

本文编号：4053491