[发明专利]一种基于页面热度的异构内存管理方法

摘要

本发明公开了一种基于页面热度的异构内存管理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)对于异构内存的内存页面，收集内存页面被访问的总读写数据、部分读写数据和最近读写数据，存储在多级队列中，形成页面访问记录队列；(2)根据部分读写和最近读写数据确定页面热度值和热度值，顺序保留N个页面热度值超过预设的热度值阈值的页面作为热页面和N个页面冷度值超过预设的冷度值阈值的页面作为冷页面；(3)对于每一个热页面选取任意一个冷页面进行组合，估算节能值，按照其降序排列，选择冷热页面匹配，根据匹配结果迁移页面，使得能耗降低。本方法能充分利用动态随机存储器的高性能，提高异构内存系统的总体性能。

主权项

一种基于页面热度的异构内存管理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制作页面访问记录队列：对于异构内存的内存页面，收集内存页面被访问的总读写数据、部分读写数据和最近读写数据，存储在多级队列中，形成页面访问记录队列；所述多级队列，根据级别高低分为多个级别，高级别队列相对于低级别队列其中存储的页面热度值较高；(2)选取冷热页面：按照队列级别由高到底的顺序，根据部分读写和最近读写数据确定页面热度值，并顺序保留N个页面热度值超过预设的热度值阈值的页面，作为热页面；按照队列级别由低到高的顺序，根据部分读写和最近读写数据确定页面冷度值，并顺序保留N个页面冷度值超过预设的冷度值阈值的页面，作为冷页面；(3)冷热页面配对迁移：对于每一个热页面选取任意一个冷页面进行组合，估算冷热页面迁移后的节能值，按照节能值降序排列，选择冷热页面匹配，根据匹配结果迁移页面，使得能耗降低；步骤(3)所述冷热页面迁移后的节能值按照如下方法计算：ΔE＝Ep‑Ep'+Ed‑Ed'，其中ΔE为冷热页面迁移后的节能值，Ep为相变存储器中待迁移页面迁移前的能耗值，Ep'为相变存储器中待迁移页面迁移后的能耗值，Ed为动态随机存储器中待迁移页面迁移前的能耗值，Ed'为动态随机存储器中待迁移页面迁移后的能耗值，分别按照以下方法计算：$Ep=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}Epi=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}Epr*Npri+\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}Epw*Npwi$${\mathrm{Ep}}^{\′}=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{Ep}}^{,}i=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}Epr*Ndri+\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}Epw*Ndwi$$Ed=\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}Edi=\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}Edr*Ndri+\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}Edw*Ndwi$${\mathrm{Ed}}^{\′}=\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}{\mathrm{Ed}}^{,}i=\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}Edr*Npri+\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}Edw*Npwi$其中，n为相变存储器中热页面个数，m为动态随机存储器中冷页面的个数，i为第i个待迁移页面，Epi为相变存储器中第i个待迁移页面的迁移前的能耗值，Ep’i为相变存储器中第i个待迁移页面的迁移后的能耗值，Edi为动态随机存储器中第i个待迁移页面的迁移前的能耗值，Ed’i为动态随机存储器中第i个待迁移页面的迁移后的能耗值，Epr为读一个相变存储器页面一次的能耗值，Epw为写一个相变存储器页面一次的能耗值，Edr为读一个动态随机存储器页面一次的能耗值，Edw为写一个动态随机存储器页面一次的能耗值，Npri为相变存储器中第i个待迁移页面在单位时间内的读次数，Npwi为相变存储器中第i个待迁移页面在单位时间内的写次数，Ndri为动态随机存储器中第i个待迁移页面在单位时间内的读次数，Ndwi为动态随机存储器中第i个待迁移页面在单位时间内的写次；步骤(1)所述部分读写数据是单位时间内该页面读和写的次数；步骤(1)所述最近读写数据是最近M次的读或写操作记录；步骤(2)所述热度值为该页面的部分读写热度与最近读写热度之和，所述部分读写热度与最近读写热度数量级相当，所述部分读写热度为部分读写数据中写操作次数的固定倍数，所述最近读写热度为根据最近M次操作中写操作的权重之和，所述权重根据操作时间越近权重越大的原则确定。步骤(2)所述冷度值为该页面的部分读写冷度与最近读写冷度之和，所述部分读写冷度与最近读写冷度数量级相当，所述部分读写冷度为部分读写数据中读操作次数的固定倍数，所述最近读写冷度为根据最近M次操作中读操作的权重之和，所述权重根据操作时间越近权重越大的原则确定。