現(xiàn)有非易失性內(nèi)存文件系統(tǒng)都以DRAM模擬非易失性內(nèi)存（Non-Volatile Memory,NVM）進(jìn)行測試,而沒有充分考慮兩者間的寫時(shí)延和寫磨損特性差異,使得測試結(jié)果無法準(zhǔn)確反映文件系統(tǒng)在NVM物理設(shè)備上的寫性能以及對NVM造成的磨損情況。現(xiàn)有NVM模擬器準(zhǔn)確度不高,且仿真接口不完備,無法滿足內(nèi)存文件系統(tǒng)對NVM的仿真需求。對此,提出一種面向非易失性內(nèi)存文件系統(tǒng)的NVM模擬與驗(yàn)證方法。首先,結(jié)合非易失性內(nèi)存文件系統(tǒng)本身的數(shù)據(jù)讀寫特性,提出內(nèi)存文件系統(tǒng)中NVM寫時(shí)延的模擬方案;其次,跟蹤內(nèi)存文件系統(tǒng)對NVM的讀寫操作,以驗(yàn)證文件系統(tǒng)對NVM物理設(shè)備的寫磨損分布情況。選取多個(gè)典型內(nèi)存文件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上述方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,提出的寫時(shí)延模擬方法能夠?qū)憰r(shí)延的模擬誤差平均降低65%,寫磨損驗(yàn)證方法能夠較準(zhǔn)確地反映內(nèi)存文件系統(tǒng)對不同粒度NVM頁面的磨損分布情況。 

【文章來源】：計(jì)算機(jī)科學(xué). 2020,47(09)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

系統(tǒng)整體框架

另外,本文選取內(nèi)存文件系統(tǒng)PMFS[12],NOVA[13]和SIMFS[15]來實(shí)現(xiàn)基于clflush的NVM寫時(shí)延模擬方案,以驗(yàn)證不同NVM寫時(shí)延對文件系統(tǒng)寫帶寬的影響。NVM寫時(shí)延分別為0 ns,200 ns和500 ns時(shí),不同文件系統(tǒng)的寫帶寬隨I/O粒度大小的變化情況如圖3所示。從圖3可以看出,不同NVM訪問時(shí)延對文件系統(tǒng)的寫帶寬有著極其顯著的影響。

以4 kB為粒度對文件進(jìn)行寫操作,測試不同NVM寫時(shí)延下兩種方案的模擬誤差,結(jié)果如圖2(a)所示。可以看出,本文提出的寫時(shí)延模擬方案得的模擬誤差明顯低于現(xiàn)有方案,模擬誤差平均降低了78.7%。I/O粒度為1 MB時(shí),兩種方案的模擬誤差對比如圖2(b)所示。兩者的模擬誤差最大值分別為2.02%和5.88%,且在大多數(shù)情況下本文提出的基于clflush的寫時(shí)延模擬方案能夠?qū)崿F(xiàn)較低的模擬誤差,并且結(jié)果相對穩(wěn)定�；诟咚倬彺娴膶憰r(shí)延模擬方法誤差較高的主要原因在于無法準(zhǔn)確判斷文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)讀寫過程中高速緩存是否命中,并且模擬過程中高速緩存的狀態(tài)可能受到處理器上其他應(yīng)用程序的影響。表2列出了模擬NVM寫時(shí)延為500 ns時(shí),不同寫粒度情況下兩種寫時(shí)延模擬方案的對比情況。將文件系統(tǒng)運(yùn)行在內(nèi)存上的寫時(shí)延作為基準(zhǔn)值,分別計(jì)算兩種方案的模擬誤差。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]內(nèi)存計(jì)算技術(shù)研究綜述[J]. 羅樂,劉軼,錢德沛.  軟件學(xué)報(bào). 2016(08)
[2]新型非易失存儲研究[J]. 沈志榮,薛巍,舒繼武.  計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2014(02)



本文編號：3120143