隨著移動(dòng)微處理器以及移動(dòng)操作系統(tǒng)的快速發(fā)展,嵌入式移動(dòng)終端,例如智能手機(jī),平板電腦等的計(jì)算能力便得到了顯著提升。移動(dòng)終端中各種功能豐富的應(yīng)用程序在帶來(lái)前所未有的用戶(hù)體驗(yàn)的同時(shí),對(duì)計(jì)算以及內(nèi)存資源的需求也越來(lái)越大。然而,當(dāng)前作為移動(dòng)終端主存的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取器（DRAM）,因其在能耗和可縮性上的缺陷,已經(jīng)成為移動(dòng)終端的性能瓶頸之一,嚴(yán)重影響用戶(hù)體驗(yàn)。因此,移動(dòng)終端迫切需要新的主存技術(shù)。新型非易失性存儲(chǔ)器（NVRAM）,例如相變存儲(chǔ)器（PCM）,自旋轉(zhuǎn)移矩隨機(jī)存取內(nèi)存（STT-RAM）,以及憶阻器（MRAM）等,因具有非易失、低訪問(wèn)延遲、低功耗、高存儲(chǔ)密度和易擴(kuò)展等優(yōu)勢(shì),受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視,被認(rèn)為是代替DRAM的最佳解決方案之一。因此,本文主要研究如何在移動(dòng)終端中使用新型非易失性存儲(chǔ)器,優(yōu)化移動(dòng)終端的性能,提升用戶(hù)體驗(yàn)。本文首先研究了使用新型非易失性存儲(chǔ)器在移動(dòng)終端中構(gòu)建高性能交換分區(qū),提升系統(tǒng)性能,降低系統(tǒng)功耗。然后,提出了針對(duì)非易失性存儲(chǔ)器交換分區(qū)的損耗均衡算法和寫(xiě)減少機(jī)制。最后,針對(duì)移動(dòng)虛擬化,展開(kāi)了基于非易失性存儲(chǔ)器的虛擬機(jī)檢查點(diǎn)保存優(yōu)化研究。本文主要進(jìn)行了如下三個(gè)方面的研... 

【文章來(lái)源】：重慶大學(xué)重慶市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

新型非易失性存儲(chǔ)器

于模擬存儲(chǔ)設(shè)備等外圍設(shè)備。如圖所示，兩臺(tái)虛擬機(jī)共享相同的物理設(shè)備，每個(gè)操作系統(tǒng)都運(yùn)行著各種各樣的應(yīng)用程序，就好像它們?cè)诒镜叵到y(tǒng)中運(yùn)行一樣。圖1.3 基于KVM/ARM的移動(dòng)虛擬化系統(tǒng)架構(gòu)示意圖Fig. 1.3 System architecture overview of a virtualized system based on KVM/ARM虛擬機(jī)檢查點(diǎn)保存是指將虛擬機(jī)的狀態(tài)保存到持久化存儲(chǔ)設(shè)備（如閃存）的過(guò)程，以便在以后可以精確的恢復(fù)到檢查點(diǎn)保存時(shí)的狀態(tài)。對(duì)一個(gè)正在運(yùn)行的虛擬機(jī)進(jìn)行檢查點(diǎn)保存，其檢查點(diǎn)鏡像由虛擬機(jī)的虛擬 CPU（VCPU）、外圍設(shè)備的上下文（例如，網(wǎng)絡(luò)適配器和存儲(chǔ)設(shè)備）和所有分配給虛擬機(jī)的內(nèi)存頁(yè)組成。虛擬機(jī)檢查點(diǎn)保存是移動(dòng)虛擬化中一個(gè)非常重要的功能。首先，虛擬機(jī)檢查點(diǎn)保存可以使不活躍的虛擬機(jī)進(jìn)行休眠，從而釋放所占用的系統(tǒng)資源，減少能耗。其次，

圖1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容Fig. 1.4 Key contributions of this thesis①基于新型非易失性存儲(chǔ)器的交換分區(qū)研究。使用交換分區(qū)可以在不增加DRAM 內(nèi)存的情況下，讓更多的應(yīng)用程序駐留內(nèi)存，提升應(yīng)用程序的響應(yīng)速度。由于傳統(tǒng)基于閃存的交換分區(qū)存在著嚴(yán)重性能問(wèn)題，因此，本文將研究使用新型非易失性存儲(chǔ)器作為交換分區(qū)。本文擬讓非易失性存儲(chǔ)器直接和內(nèi)存總線相連，和 DRAM 處于同一層次，并使用內(nèi)存接口進(jìn)行頁(yè)面的換入/換出。為了研究非易失性存儲(chǔ)器交換分區(qū)和閃存交換分區(qū)、DRAM 交換分區(qū)的能耗表現(xiàn)，本文將為不同的存儲(chǔ)器交換分區(qū)建立能耗模型�？紤]到非易失性存儲(chǔ)器可字節(jié)尋址的特點(diǎn)，本文將使應(yīng)用程序可直接讀取交換分區(qū)中的頁(yè)面，盡量避免不必要的頁(yè)面換入操作，減少 DRAM 和交換分區(qū)之間的頁(yè)面拷貝。由于非易失性存儲(chǔ)器的寫(xiě)入次數(shù)有限


本文編號(hào)：3356048