相變存儲器(PCM)作為一種新興的存儲設(shè)備,逐漸成為在大規(guī)模內(nèi)存系統(tǒng)中具有潛力的DRAM替代。最近,一種DRAM+PCM的混合型內(nèi)存系統(tǒng)架構(gòu)逐漸受到研究人員的重視。在這種體系結(jié)構(gòu)中,PCM作為主存,DRAM作為PCM的緩存,它結(jié)合了PCM的高容量以及DRAM快速訪問特點(diǎn),因此被認(rèn)為具有良好的發(fā)展前景。 對于PCM來說最大的缺陷是其寫入次數(shù)有限。為了提高PCM壽命,目前的研究工作主要集中在均勻分布PCM寫請求上,本文認(rèn)為,在混合型內(nèi)存系統(tǒng)中,好的緩存機(jī)制能夠減少對于PCM主存的回寫,而均勻分布PCM寫請求的方法依然適用。然而,這種緩存機(jī)制也帶來了安全隱患,惡意程序能夠在短時(shí)間內(nèi)迫使DRAM緩存產(chǎn)生大量針對PCM主存某局部存儲單元的回寫,從而加速PCM壽命的耗盡。本文描述了一種利用傳統(tǒng)組關(guān)聯(lián)映射緩存(set associative cache)的特性來進(jìn)行的惡意攻擊,它針對緩存中的某個(gè)特定組(set)進(jìn)行攻擊,使得該組產(chǎn)生大量PCM回寫請求。為了解決上述問題,本文提出了一種隨機(jī)地址重映射(RAR)的方法,它能夠隱藏DRAM緩存與PCM主存的關(guān)聯(lián),并將針對同一個(gè)組的攻擊寫請求均勻隨機(jī)的分散到...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
表格索引
插圖索引
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 DRAM 的替代
        1.2.2 PCM+DRAM 的混合型內(nèi)存系統(tǒng)
        1.2.3 提高PCM 的壽命
        1.2.4 PCM 安全攻擊研究
        1.2.5 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)模擬（仿真）技術(shù)
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
    1.5 本章小結(jié)
第二章 混合型內(nèi)存系統(tǒng)
    2.1 相變存儲器PCM 簡介
    2.2 PCM+DRAM 的混合型內(nèi)存系統(tǒng)
    2.3 混合型內(nèi)存系統(tǒng)中的安全隱患
    2.4 本章小結(jié)
第三章 隨機(jī)地址重映射
    3.1 靜態(tài)隨機(jī)地址重映射
        3.1.1 靜態(tài)隨機(jī)地址重映射的正確性
        3.1.2 靜態(tài)隨機(jī)地址重映射的開銷分析
    3.2 動態(tài)隨機(jī)地址重映射
        3.2.1 動態(tài)隨機(jī)地址重映射的尋址過程
        3.2.2 動態(tài)隨機(jī)地址重映射的切換過程
        3.2.3 動態(tài)隨機(jī)地址重映射的開銷分析
    3.3 本章小結(jié)
第四章 M5 模擬系統(tǒng)
    4.1 M5 模擬系統(tǒng)簡介
    4.2 M5 的對象模型
    4.3 M5 的CPU 模型
    4.4 M5 的內(nèi)存模型
        4.4.1 端口
        4.4.2 數(shù)據(jù)包和請求
        4.4.3 內(nèi)存訪問方式
    4.5 M5 的運(yùn)行模式
    4.6 M5 的統(tǒng)計(jì)模型
    4.7 本章小結(jié)
第五章 隨機(jī)地址重映射在M5 中設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    5.1 混合型內(nèi)存模型在M5 中的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    5.2 靜態(tài)隨機(jī)地址重映射算法的實(shí)現(xiàn)
        5.2.1 基于地址線交換的隨機(jī)地址重映射算法的實(shí)現(xiàn)
        5.2.2 在M5 中整合隨機(jī)地址重映射算法
    5.3 惡意攻擊程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    5.4 本章小結(jié)
第六章 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    6.1 基線系統(tǒng)
    6.2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
        6.2.1 SPEC CPU 2006 標(biāo)準(zhǔn)測試程序集
        6.2.2 運(yùn)行環(huán)境
    6.3 實(shí)驗(yàn)過程
    6.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        6.4.1 SPEC CINT2006 運(yùn)行結(jié)果
        6.4.2 靜態(tài)隨機(jī)地址重映射算法對SPEC CINT2006 的影響
        6.4.3 靜態(tài)隨機(jī)地址重映射算法對惡意攻擊程序的影響
    6.5 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
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本文編號：3968239