一种针对图像处理型负载的混合内存页面迁移方法技术

一种针对图像处理型负载的混合内存页面迁移方法，本发明专利技术涉及混合内存页面迁移方法。本发明专利技术目的是为了解决现有混合内存使用寿命低、性能受损的问题。时刻t，当有写操作发生在PCM页面且该页面的写操作次数大于等于n且该页面的脏位为1时，在DRAM中或DRAM缓存中寻找替换页面，启动迁移，请求计数器加1。请求计数器每隔内存引用距离的整数倍重新开始计数，同时将PCM缓存中页面的脏位全部置0。然后令t＝t+1，重新执行以上步骤。本发明专利技术用于针对图像处理型负载的混合内存页面迁移领域。

【技术实现步骤摘要】
一种针对图像处理型负载的混合内存页面迁移方法
本专利技术涉及混合内存页面迁移方法，特别涉及适用于针对图像处理型负载的混合内存迁移算法。
技术介绍
为了满足现代嵌入式系统运行图像处理型负载对存储器内存的大容量和低功耗的要求，DRAM与非易失性存储器构成的混合型内存得到了广泛的应用。在非易失存储器中相变存储器PCM(PhaseChangeMemory)已经成为学术界和工业界的新宠。相比于传统DRAM，PCM持久性内存具有静态功率低，存储密度高，按字节寻址的能力和数据持久力高等优点，这些优点为存储器的高效性能带来了巨大的挑战和机遇。尽管PCM优点众多，但其较高的写入延时和较低的写耐受力限制了PCM的使用寿命。在PCM和DRAM的混合主存储器设计中，混合主存利用DRAM的低延迟和高耐受性来弥补PCM在这方面的缺陷。如何提高平行混合架构中PCM的使用寿命成为目前的研究热点。页面迁移算法是被广泛采用的用于提高混合存储器耐受性的一种方法。对于混合存储器，先前的页面替换方案明显的存在2个问题：(1)先前的分配策略总是提出针对通用型负载的页面迁移方案。然而，很少进行以图像处理型负载为研究对象的特定页面迁移策略。(2)以前的分配策略对未来的写预测并不十分准确，有可能导致不必要的页面迁移，这可能会增加页面管理的开销。综上，针对图片处理型负载，现有的混合内存页面迁移算法中存在写预测准确率不高，非必要迁移次数较高的问题，从而导致了混合内存使用寿命低、性能受损的现象频繁产生。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决现有混合内存使用寿命低、性能受损的问题，而提出一种针对图像处理型负载的混合内存页面迁移方法。上述的专利技术目的是通过以下技术方案实现的：步骤1、t时刻，当有页面P被访存时，首先判断该操作发生在哪种存储介质中：如果发生在DRAM中，页面P的dirty_bit置1，进入步骤5；如果发生在PCM中，进入步骤2；所述DRAM为动态随机存取存储器；所述PCM为非易失存储器中相变存储器；步骤2、如果发生在PCM中的操作是读操作，进入步骤5；如果发生在PCM中的的操作是写操作，判断当前的写操作发生页面P的写计数器是否大于等n并且页面P的dirty_bit是否为1，如果条件满足，进入步骤3，如不满足，进入步骤5；步骤3、在DRAM中寻找替换页面，如果存在替换页面V，则进入步骤4，否则进入步骤5；步骤4、将页面P与页面V进行交换，进入步骤5；步骤5、存储器请求计数器加1；进入步骤6；步骤6、如果存储器请求计数器是inter-referencedistance的整数倍，则PCM中所有页面的dirty_bit全部置0，令t＝t+1，重新执行步骤1至步骤6；如果存储器请求计数器不是inter-referencedistance的整数倍且页面P在PCM中，则将页面P的dirty_bit置1，令t＝t+1，重新执行步骤1至步骤6；如果存储器请求计数器不是inter-referencedistance的整数倍且页面P不在PCM中，令t＝t+1，重新执行步骤1至步骤6；所述inter-referencedistance为内部引用距离。本专利技术的有益效果为：本专利技术针对图像处理型负载，利用内部引用距离inter-referencedistance及页面访存次数来预测未来页面写操作热度，使得系统使用有限的页面迁移次数，准确的选出写热页面，使大量的写操作发生在DRAM中，减少了PCM中的写操作数量，延长了混合内存使用寿命。避免了现有的混合内存页面迁移算法中写预测准确率不高，非必要迁移次数较高，而导致的混合内存使用寿命低、性能受损的问题。实验结果表明，相较于传统的RaPP算法和无迁移算法，本专利技术使在PCM中的写入操作分别平均减少了33.69％和86.85％。本专利技术的迁移计数仅为RaPP的49.44％，而平均每次迁移减少的写次数是RaPP算法的2.57倍。对于每个迁移过的页面，该页面在迁移后平均被访存次数是RaPP的1.46倍。同时，与RaPP相比，本专利技术使得PCM的有效页面访问时间平均降低了21.91％。附图说明图1为本专利技术一种针对图像处理型负载的混合内存页面迁移方法WIRD和传统RaPP算法的平均迁移次数对比图；图2为本专利技术一种针对图像处理型负载的混合内存页面迁移方法WIRD和传统RaPP算法每一次迁移减少的PCM写操作数目对比图；图3为本专利技术一种针对图像处理型负载的混合内存页面迁移方法WIRD和传统RaPP算法迁移页的平均访存次数对比图；图4a为采用本专利技术一种针对图像处理型负载的混合内存页面迁移方法WIRD、传统RaPP算法、无迁移算法对dikkstra图片处理型负载的PCM内存访问平均延时对比图；图4b为采用本专利技术一种针对图像处理型负载的混合内存页面迁移方法WIRD、传统RaPP算法、无迁移算法对FFT图片处理型负载的PCM内存访问平均延时对比图；图4c为采用本专利技术一种针对图像处理型负载的混合内存页面迁移方法、传统RaPP算法、无迁移算法对h264enc图片处理型负载的PCM内存访问平均延时对比图；图4d为采用本专利技术一种针对图像处理型负载的混合内存页面迁移方法WIRD、传统RaPP算法、无迁移算法对jpeg_dec图片处理型负载的PCM内存访问平均延时对比图；图4e为采用本专利技术一种针对图像处理型负载的混合内存页面迁移方法WIRD、传统RaPP算法、无迁移算法对jpeg_enc图片处理型负载的PCM内存访问平均延时对比图；图4f为采用本专利技术一种针对图像处理型负载的混合内存页面迁移方法WIRD、传统RaPP算法、无迁移算法对mpeg2dec图片处理型负载的PCM内存访问平均延时对比图。具体实施方式具体实施方式一：本实施方式一种针对图像处理型负载的混合内存页面迁移方法具体过程为：步骤1、t时刻，当有页面P被访存时，首先判断该操作发生在哪种存储介质中：如果发生在DRAM中，页面P的dirty_bit置1，进入步骤5；如果发生在PCM中，进入步骤2；所述DRAM(DynamicRandomAccessMemory)为动态随机存取存储器；所述PCM为非易失存储器中相变存储器；步骤2、如果发生在PCM中的操作是读操作，进入步骤5；如果发生在PCM中的的操作是写操作，判断当前的写操作发生页面P的写计数器是否大于等n并且页面P的dirty_bit是否为1，如果条件满足，进入步骤3，如不满足，进入步骤5；步骤3、在DRAM中寻找替换页面，如果存在替换页面V，则进入步骤4，否则进入步骤5；步骤4、将页面P与页面V进行交换，进入步骤5；步骤5、存储器请求计数器加1；进入步骤6；步骤6、如果存储器请求计数器是inter-referencedistance的整数倍，则PCM中所有页面(如过步骤3不发生就是p,发生了就是v)的dirty_bit全部置0，令t＝t+1，重新执行步骤1至步骤6；所述dirtybit为重要标识位；如果存储器请求计数器不是inter-referencedistance的整数倍且页面P在PCM中，则将页面P的dirty_bit置1，令t＝t+1，重新执行步骤1至步骤6；如果存储器请求计数器不是inter-referencedistance的整数倍且页面P不在PCM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针对图像处理型负载的混合内存页面迁移方法，其特征在于：所述方法具体过程为：步骤1、t时刻，当有页面P被访存时，首先判断该操作发生在哪种存储介质中：如果发生在DRAM中，页面P的dirty_bit置1，进入步骤5；如果发生在PCM中，进入步骤2；所述DRAM为动态随机存取存储器；所述PCM为非易失存储器中相变存储器；步骤2、如果发生在PCM中的操作是读操作，进入步骤5；如果发生在PCM中的的操作是写操作，判断当前的写操作发生页面P的写计数器是否大于等n并且页面P的dirty_bit是否为1，如果条件满足，进入步骤3，如不满足，进入步骤5；步骤3、在DRAM中寻找替换页面，如果存在替换页面V，则进入步骤4，否则进入步骤5；步骤4、将页面P与页面V进行交换，进入步骤5；步骤5、存储器请求计数器加1；进入步骤6；步骤6、如果存储器请求计数器是inter‑reference distance的整数倍，则PCM中所有页面的dirty_bit全部置0，令t＝t+1，重新执行步骤1至步骤6；如果存储器请求计数器不是inter‑reference distance的整数倍且页面P在PCM中，则将页面P的dirty_bit置1，令t＝t+1，重新执行步骤1至步骤6；如果存储器请求计数器不是inter‑reference distance的整数倍且页面P不在PCM中，令t＝t+1，重新执行步骤1至步骤6；所述inter‑reference distance为内部引用距离。...

【技术特征摘要】
1.一种针对图像处理型负载的混合内存页面迁移方法，其特征在于：所述方法具体过程为：步骤1、t时刻，当有页面P被访存时，首先判断该操作发生在哪种存储介质中：如果发生在DRAM中，页面P的dirty_bit置1，进入步骤5；如果发生在PCM中，进入步骤2；所述DRAM为动态随机存取存储器；所述PCM为非易失存储器中相变存储器；步骤2、如果发生在PCM中的操作是读操作，进入步骤5；如果发生在PCM中的的操作是写操作，判断当前的写操作发生页面P的写计数器是否大于等n并且页面P的dirty_bit是否为1，如果条件满足，进入步骤3，如不满足，进入步骤5；步骤3、在DRAM中寻找替换页面，如果存在替换页面V，则进入步骤4，否则进入步骤5；步骤4、将页面P与页面V进行交换，进入步骤5；步骤5、存储器请求计数器加1；进入步骤6；步骤6、如果存储器请求计数器是inter-referencedistance的整数倍，则PCM中所有页面的dirty_bit全部置0，令t＝t+1，重新执行步骤1至步骤6；如果存储器请求计数器不是inter-referencedistance的整数倍且页面P在PCM中，则将页面P的dirty_bit置1，令t＝t+1，重新执行步骤1至步骤6；如果存储器请求计数器不是i...

【专利技术属性】
技术研发人员：付方发，牛娜，王进祥，苑嘉才，来逢昌，王永生，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23