內(nèi)存系統(tǒng)在整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)中扮演至關(guān)重要的角色。主要負(fù)責(zé)緩存外存中的數(shù)據(jù)以及保證CPU的快速計(jì)算與訪存。隨著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算的發(fā)展,系統(tǒng)所負(fù)載的數(shù)據(jù)量日益激增,對(duì)內(nèi)存的容量與性能要求愈發(fā)迫切。但是傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器DRAM已經(jīng)在集成密度,功耗等方面遇到了瓶頸,限制了內(nèi)存系統(tǒng)的大規(guī)模擴(kuò)容。為了解決內(nèi)存系統(tǒng)的發(fā)展瓶頸,大量的研究人員致力于結(jié)合非易失存儲(chǔ)介質(zhì)NVRAM來構(gòu)建異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)。但是,由于NVRAM介質(zhì)仍處于發(fā)展階段,對(duì)于異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)的研究仍然不夠成熟,主要表現(xiàn)在以下方面:現(xiàn)有的異構(gòu)內(nèi)存管理策略不夠完善,缺乏對(duì)異構(gòu)介質(zhì)間數(shù)據(jù)遷移的優(yōu)化;在大型服務(wù)器部署中,多節(jié)點(diǎn)內(nèi)存的訪問非一致性、多節(jié)點(diǎn)異構(gòu)內(nèi)存的部署多樣性、多種任務(wù)部署的復(fù)雜性,導(dǎo)致服務(wù)器中存在多維異構(gòu)現(xiàn)象;現(xiàn)有的NVRAM模擬方式不夠精確,在真實(shí)系統(tǒng)的內(nèi)核中模擬異構(gòu)內(nèi)存管理有很大的挑戰(zhàn)。本文主要針對(duì)異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)的頁面管理策略進(jìn)行了研究。具體包括:異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)頁面管理策略中,降低介質(zhì)間數(shù)據(jù)遷移的優(yōu)化;大型NUMA架構(gòu)服務(wù)器下,針對(duì)多維異構(gòu)場(chǎng)景的異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)管理優(yōu)化;真實(shí)系統(tǒng)模擬NVRAM訪問延時(shí),完成異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)模擬的實(shí)現(xiàn)。其主要研究?jī)?nèi)... 

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 數(shù)據(jù)增長(zhǎng)趨勢(shì)及應(yīng)用現(xiàn)狀概述
    1.2 內(nèi)存系統(tǒng)技術(shù)概述
    1.3 多處理器架構(gòu)發(fā)展概述
    1.4 傳統(tǒng)存儲(chǔ)介質(zhì)與新型存儲(chǔ)介質(zhì)的概述
        1.4.1 DRAM物理結(jié)構(gòu)與介質(zhì)特性
        1.4.2 NVRAM物理結(jié)構(gòu)與介質(zhì)特性
        1.4.3 DRAM與NVRAM的特性對(duì)比
第2章 研究現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)
    2.1 異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
        2.1.1 異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)的架構(gòu)介紹
        2.1.2 異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)的頁面管理算法研究
    2.2 NUMA內(nèi)存訪問架構(gòu)的研究現(xiàn)狀
        2.2.1 訪問延時(shí)的非一致性研究
        2.2.2 節(jié)點(diǎn)負(fù)載的非一致性研究
    2.3 異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新挑戰(zhàn)
        2.3.1 不同異構(gòu)內(nèi)存架構(gòu)的分析
        2.3.2 多維異構(gòu)場(chǎng)景的分析
        2.3.3 真實(shí)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的分析
    2.4 本文的研究?jī)?nèi)容與貢獻(xiàn)
        2.4.1 針對(duì)異構(gòu)內(nèi)存架構(gòu)中數(shù)據(jù)遷移的優(yōu)化
        2.4.2 針對(duì)NUMA架構(gòu)下多維異構(gòu)場(chǎng)景的優(yōu)化
        2.4.3 針對(duì)真實(shí)系統(tǒng)中異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)的模擬實(shí)現(xiàn)
第3章 減少異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)中數(shù)據(jù)遷移的優(yōu)化
    3.1 異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)中數(shù)據(jù)遷移的問題描述
        3.1.1 異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)的架構(gòu)對(duì)比分析
        3.1.2 分層架構(gòu)中數(shù)據(jù)遷移問題的分析
    3.2 減少數(shù)據(jù)遷移的分層架構(gòu)設(shè)計(jì)
        3.2.1 基于多級(jí)隊(duì)列的遷移策略設(shè)計(jì)
        3.2.2 基于文件依賴的分配策略設(shè)計(jì)
    3.3 設(shè)計(jì)策略的實(shí)驗(yàn)評(píng)估
        3.3.1 實(shí)驗(yàn)部署
        3.3.2 減少數(shù)據(jù)遷移策略與傳統(tǒng)分層策略的性能評(píng)估
        3.3.3 元數(shù)據(jù)記錄開銷評(píng)估
第4章 異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)在NUMA架構(gòu)下資源分配的研究
    4.1 異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)在NUMA架構(gòu)下資源分配的問題描述
        4.1.1 多維異構(gòu)的現(xiàn)狀描述
        4.1.2 多維異構(gòu)的管理挑戰(zhàn)
    4.2 NUMA異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)的資源分配設(shè)計(jì)
        4.2.1 基于NUMA異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)的體系架構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.2.2 元數(shù)據(jù)管理設(shè)計(jì)與多維優(yōu)化原則
        4.2.3 基于任務(wù)特性感知的節(jié)點(diǎn)調(diào)度策略設(shè)計(jì)
        4.2.4 基于任務(wù)頁面感知的數(shù)據(jù)遷移策略設(shè)計(jì)
    4.3 設(shè)計(jì)策略的實(shí)驗(yàn)評(píng)估
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境與配置情況
        4.3.2 節(jié)點(diǎn)調(diào)度策略的性能評(píng)估與分析
        4.3.3 數(shù)據(jù)遷移策略的性能評(píng)估與分析
        4.3.4 綜合兩策略的性能評(píng)估與分析
第5章 異構(gòu)內(nèi)存系統(tǒng)在內(nèi)核中的模擬實(shí)現(xiàn)
    5.1 傳統(tǒng)異構(gòu)內(nèi)存模擬器的介紹與缺陷
        5.1.1 外部軟件模擬器
        5.1.2 應(yīng)用管理異構(gòu)內(nèi)存模擬方式
    5.2 目前內(nèi)核中內(nèi)存管理介紹
        5.2.1 硬件控制流程
        5.2.2 內(nèi)核中斷控制流程
    5.3 內(nèi)核中異構(gòu)內(nèi)存模擬器的設(shè)計(jì)
        5.3.1 DRAM模擬NVRAM的具體設(shè)計(jì)
        5.3.2 內(nèi)核異構(gòu)內(nèi)存模擬器控制流程
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 本文的研究?jī)?nèi)容與貢獻(xiàn)
    6.2 進(jìn)一步的擴(kuò)展工作
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]新技術(shù)驅(qū)動(dòng) 智慧建筑改變未來[J].   中國建設(shè)信息化. 2018(07)



本文編號(hào)：3670423