發(fā)布時(shí)間：2017-10-15 12:33

  本文關(guān)鍵詞：基于WOM編碼的PCM主存塊管理策略的研究和實(shí)現(xiàn)

  更多相關(guān)文章： 相變存儲(chǔ)器 寫延遲 WOM編碼 遷移策略 替換策略

【摘要】：隨著多核計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和日益復(fù)雜的計(jì)算機(jī)應(yīng)用的出現(xiàn),對(duì)當(dāng)前主存及系統(tǒng)提出了更高的要求。傳統(tǒng)的DRAM主存存儲(chǔ)介質(zhì)存在很多弊端,DRAM具有較高功耗且不易擴(kuò)展,這些弊端都導(dǎo)致DRAM不適于作為下一代的主存存儲(chǔ)介質(zhì)。新興的存儲(chǔ)介質(zhì)中,相變存儲(chǔ)器PCM,相比于ReRAM具有更小的讀操作延遲,相比于STT-RAM,PCM具有更高的密度,而相對(duì)于傳統(tǒng)DRAM,PCM具有更低的功耗和較好的可擴(kuò)展性。但是PCM如果要成為主存,同樣存在著很多挑戰(zhàn)。其中PCM的寫延遲相比于DRAM慢很多,據(jù)研究特定場(chǎng)景下,較大的PCM寫延遲將導(dǎo)致性能降低50%以上。因此,較大的寫延遲是PCM成為主存必須要解決的一個(gè)問題,只有解決了其寫延遲的問題,才能考慮PCM作為主存存儲(chǔ)介質(zhì)的可能。PCM的寫操作延遲具有不對(duì)稱性的特點(diǎn),SET操作比RESET操作的延遲要大的多。利用該特性,人們提出將WOM編碼應(yīng)用于PCM�；赪OM編碼可以將對(duì)PCM的寫過程轉(zhuǎn)換為只包含RESET的寫操作,從而降低PCM的寫延遲。但是WOM編碼的應(yīng)用對(duì)PCM的容量損耗較大。因此本文提出了基于WOM編碼PCM主存塊管理策略,可以使用WOM編碼并基于非對(duì)稱寫操作的特性降低PCM的寫延遲,同時(shí)可以降低PCM容量的損耗。該策略將PCM分為兩部分：Original-PCM和WOM-Buffer;Original-PCM和WOM-Buffer分別采用Original-Block和WOM-Block為粒度進(jìn)行管理,通過16路組相聯(lián)進(jìn)行地址映射。只有容量有限的WOM-Buffer中的WOM-Block使用WOM編碼,在程序執(zhí)行過程中動(dòng)態(tài)地將寫密集的Original-Block遷移到WOM-Buffer,使寫密集的主存塊充分利用WOM編碼特性降低PCM的寫延遲。文中的策略主要包括：PCM主存塊遷移策略、PCM主存塊替換策略、WOM-row刷新策略和減輕遷移損耗策略。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該基于WOM編碼的PCM主存塊管理策略,可以保證PCM容量損耗較低的前提下,有效地降低PCM的寫操作延遲。
【關(guān)鍵詞】：相變存儲(chǔ)器 寫延遲 WOM編碼 遷移策略 替換策略
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP333
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 緒論11-15
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文的主要工作13-14
• 1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)14-15
• 第二章 PCM非對(duì)稱寫延遲研究15-21
• 2.1 PCM寫延遲15-17
• 2.2 PreSET17-18
• 2.3 WOM編碼18-20
• 2.4 本章小結(jié)20-21
• 第三章 基本概念和存儲(chǔ)架構(gòu)21-29
• 3.1 WOM編碼架構(gòu)21-23
• 3.2 PCM存儲(chǔ)組織23-26
• 3.3 WOM表記錄26-27
• 3.4 WOM-row狀態(tài)27-28
• 3.5 本章小結(jié)28-29
• 第四章 策略和算法29-45
• 4.1 遷移策略29-32
• 4.2 替換策略32-37
• 4.3 刷新策略37-39
• 4.4 遷移損耗降低策略39-41
• 4.5 參數(shù)確定41-42
• 4.6 訪存流程42-44
• 4.7 本章小結(jié)44-45
• 第五章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析45-52
• 5.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境45-46
• 5.2 硬件消耗46-47
• 5.3 操作延遲降低47-48
• 5.4 塊粒度選擇48-50
• 5.5 遷移消耗降低50
• 5.6 WOM-write覆蓋率50-51
• 5.7 本章小結(jié)51-52
• 第六章 總結(jié)與展望52-54
• 6.1 總結(jié)52-53
• 6.2 展望53-54
• 參考文獻(xiàn)54-59
• 致謝59-60
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄60-61
• 攻讀學(xué)位期間參與科研項(xiàng)目及獲獎(jiǎng)情況61-62
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表62

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本文編號(hào)：1037148