[发明专利]带有非对称存储器的系统中的虚拟机存储器管理

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术，尤其涉及计算机存储技术。

背景技术

当前，商业云计算服务被装备为向企业提供计算和数据存储服务，从而允许企业替换或补充私人拥有的信息技术(IT)资产，减轻管理和维护这些私人拥有的IT资产的负担。虽然云计算的可行性在过去若干年有所增长，但在云计算被广泛采用之前存在要克服的某些技术障碍。

急需解决的一个问题是关于多个顾客对计算资源的共享。云计算平台例行地采用虚拟化来将工作负载封装在虚拟机中，它们随后在云计算服务器上整合。因此，某个云计算服务器可具有在其上运行的与多个不同的顾客相对应的多个虚拟机。理想地，对于使用服务器的任何顾客，与其他顾客相对应的其他虚拟机对服务器上的资源的使用是透明的。当前，云计算提供者基于对资源的使用或保留来向顾客收取费用，诸如但不限于，CPU小时、存储容量和网络带宽。顾客和云计算提供者之间的服务级协定通常基于资源可用性，诸如系统正常运行时间、I/O请求等方面的保证。由此，顾客可加入与云计算服务提供者的协定，其中该协定指定将为顾客保留或对顾客可用的资源量以及系统正常运行时间等方面的保证。

然而如果顾客未使用服务器的全部可用资源，则为了云计算服务提供者的利益来使得该顾客与其他顾客共享计算资源。这可以通过虚拟化来进行，从而使得顾客的工作负载可被封装在虚拟机中，且许多虚拟机可在服务器上整合。虚拟化可通过提供故障隔离有助于与独立工作负载的协同主存的连接，从而阻止与一个顾客相对应的应用程序中的故障被传播至与另一顾客相对应的另一应用程序。

当前，存在管理在存储器过度预配时如何对待数据的各种虚拟机存储器管理系统。这些系统一般涉及标识何时要将数据从硬盘按页传入存储器或从存储器按页传出至硬盘。然而，这样的系统在发展计算机硬件体系结构方面并未被优化。

发明内容

以下是在本文详细描述的主题的简要概述。本发明内容不旨在是关于权利要求的范围的限制。

此处描述了涉及管理虚拟化系统上的非对称存储器资源的各种技术。处理器不断地被开发成具有日益增长的执行能力。然而最近，与这些处理器相关联的能力和复杂性已经使得半导体行业转向包括若干核的多核体系结构，其中每一核常常具有与大部分先进处理器的设计相比较简单、较小的设计。就性能和容量两方面而言，处理器上越来越多的核的数量对存储器造成了越来越多的压力。由此，提出处理器能够对非对称存储器池进行存取的硬件体系结构设计，其中非对称存储器池包括第一存储器和第二存储器，且第一存储器的性能特征与第二存储器的性能特征不相同。换言之，第一存储器在处理器和处理器核方面与第二存储器的等待时间和带宽相比可具有较短的等待时间和较高的带宽。

根据此处更详细地描述的一个方面，多个虚拟机可在使用非对称存储器池的虚拟化系统上执行。换言之，虚拟化机器的一个或多个可被分配跨具有不同性能特征的处理器的地址空间。因此，在虚拟化系统中执行的虚拟机可被分配第一存储器的一部分(例如，多个页)以及第二存储器的一部分，其中第一存储器和第二存储器具有不同的性能特征。第一存储器和第二存储器可被监视一阈值时间段来查明虚拟机如何对已经被分配到该虚拟机的第一存储器中的页以及第二存储器中的页进行存取。可以使用所监视的多个虚拟机对第一存储器和第二存储器的存取来预测这些多个虚拟机对第一存储器和第二存储器的将来存取。随后可使用这些预测的将来存取来动态地在多个虚拟机之间分配非对称存储器。即，可动态地分配来自非对称存储器的存储器以显著地优化虚拟化环境中多个虚拟机的执行。

另外，对于在虚拟化环境中执行的任何给定的虚拟机，可积极地管理不同存储器池(第一存储器和第二存储器)之间的页。例如，可采用以上讨论的预测来确定是否应该将分配给特定虚拟机的页在该虚拟机的地址空间中从第一存储器迁移至第二存储器，或反向。

在阅读并理解了附图和描述后，可以明白其他方面。

附图说明

图1是计算系统中的示例性处理器/存储器体系结构的功能框图。

图2是便于管理虚拟化系统中的非对称存储器池的示例性系统的功能框图。

图3是便于管理虚拟化系统中的非对称存储器池的示例性系统的功能框图。

图4示出带有非对称存储器池的虚拟化系统中的页迁移。

图5是带有非对称存储器池的虚拟化系统中的存储器管理系统的示例性实施例的功能框图。

图6是示出用于跨虚拟化系统中的非对称存储器池迁移页的示例性方法的流程图。

图7是示出用于跨虚拟化系统中的非对称存储器池管理存储器分配的示例性方法的流程图。