發(fā)布時(shí)間：2018-04-15 14:28

  本文選題：相變存儲(chǔ)器 + 混合內(nèi)存控制器��； 參考：《華中科技大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：目前，基于DRAM的主存系統(tǒng)在功耗與成本方面已接近瓶頸。相變存儲(chǔ)器（Phase-Change-Memory,PCM）以其非易失、存儲(chǔ)密度大、功耗低的特點(diǎn)有潛力成為未來(lái)大容量?jī)?nèi)存系統(tǒng)中DRAM的替代者。有學(xué)者提出了一種DRAM+PCM的混合內(nèi)存系統(tǒng)結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)中PCM作為主存，DRAM作為PCM的緩存。這種結(jié)構(gòu)的有效性需要進(jìn)一步驗(yàn)證。同時(shí)，目前PCM未能批量生產(chǎn)，基于樣本的原型設(shè)計(jì)成本太高、周期太長(zhǎng)。因此需要利用仿真器模擬混合內(nèi)存系統(tǒng)。 為了實(shí)現(xiàn)PCM混合內(nèi)存仿真系統(tǒng)，首先設(shè)計(jì)了一個(gè)混合內(nèi)存控制器，該控制器實(shí)現(xiàn)了地址映射、命令生成、DRAM與PCM間數(shù)據(jù)交換的功能，并利用一個(gè)寫(xiě)隊(duì)列平衡PCM較高的寫(xiě)延遲，優(yōu)化了性能；其次提出了一種定時(shí)刷回策略和簡(jiǎn)單的LRU替換算法，能夠以較小的代價(jià)實(shí)現(xiàn)DRAM中頁(yè)的定期寫(xiě)回和高效替換，減少了掉電可能造成的損失；同時(shí)，提出了一種細(xì)粒度的元數(shù)據(jù)管理策略，將元數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)放在一起，，減少了存儲(chǔ)開(kāi)銷(xiāo)；最后，利用DRAMSim2和PCMSim仿真器搭建了一個(gè)混合內(nèi)存仿真系統(tǒng)，并進(jìn)行了驗(yàn)證測(cè)試。 測(cè)試結(jié)果顯示，1GB DRAM和32GB PCM組成的混合內(nèi)存系統(tǒng)的執(zhí)行時(shí)間對(duì)比8GB DRAM基準(zhǔn)系統(tǒng)減少了26%，對(duì)比32GB PCM系統(tǒng)減少了47%。
[Abstract]:At present, the power consumption and cost of the main memory system based on DRAM are close to the bottleneck.Phase change memory (Phase-Change-memory) has the potential to be a substitute for DRAM in large memory systems in the future because of its nonvolatile, high storage density and low power consumption.A hybrid memory system architecture of DRAM PCM is proposed, in which PCM is used as the main memory and PCM cache.The validity of this structure needs further verification.At the same time, PCM can not be produced in batch, the cost of prototype design based on sample is too high and the period is too long.Therefore, a hybrid memory system needs to be simulated using an emulator.In order to realize the PCM hybrid memory simulation system, a hybrid memory controller is designed, which realizes address mapping, generates the function of data exchange between DRAM and PCM, and uses a write queue to balance the high write delay of PCM.The performance is optimized. Secondly, a timing brush back strategy and a simple LRU replacement algorithm are proposed, which can realize the periodic write back and efficient replacement of pages in DRAM at a lower cost, thus reducing the loss of power loss.In this paper, a fine-grained metadata management strategy is proposed, in which metadata and data are put together to reduce storage overhead. Finally, a hybrid memory simulation system is built using DRAMSim2 and PCMSim emulators, and a verification test is carried out.The test results show that the execution time of the hybrid memory system composed of 1 GB DRAM and 32GB PCM is 26 times less than that of the 8GB DRAM benchmark system, and 47% less than that of the 32GB PCM system.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TP333.1

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本文編號(hào)：1754509