一种扩展内存的方法、装置及相关设备制造方法及图纸

本申请提供了一种扩展内存的方法，该方法应用于包括处理器以及第一存储设备的计算设备。在扩展内存时，处理器获取第一存储介质以及第二存储介质的物理地址，并将计算设备中的第一存储介质的物理地址映射成能够直接访问的第一虚拟内存地址，以及将第二存储介质的物理地址映射成能够直接访问的第二虚拟内存地址，处理器将热数据存储在第一虚拟内存地址指示的存储空间中，或者将冷数据存储在第二虚拟内存地址指示的存储空间中。如此，不仅可以有效避免处理器的数据访问性能降低，而且，存储设备中的多个存储介质的物理地址，均可以被映射成计算设备的内存，从而可以提高计算设备的内存扩展效果。此外，本申请还提供了对应的装置及相关设备。置及相关设备。置及相关设备。

【技术实现步骤摘要】
一种扩展内存的方法、装置及相关设备
[0001]本申请要求于2021年09月11日提交中国国家知识产权局、申请号为202111064925.9、申请名称为“一种固态硬盘”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。


[0002]本申请涉及存储
，尤其涉及一种扩展内存的方法、装置及相关设备。

技术介绍

[0003]在大数据、人工智能等新型应用场景中，计算设备中内存的容量大小影响着应用的性能。通常情况下，计算设备中内存的容量越大，该内存中所能存储的数据量越多，从而计算设备上的应用从内存中访问到数据的概率较高，以此提高应用获取数据的效率。
[0004]由于在计算设备中直接堆叠多层内存或者增加多个内存条(物理内存)，会使得扩容内存所需的成本过高，因此，通常将接入计算设备的固态硬盘(solid state disk，SSD)上的部分存储空间映射成计算设备的虚拟内存地址，以便基于较低的成本来获得比计算设备中物理内存容量更大的内存空间。这样，当计算设备中的处理器所访问的数据位于计算设备中的物理内存时，可以根据该数据在物理内存中的地址直接访问到其所需的数据。而当计算设备访问的数据位于虚拟内存地址时，则触发缺页中断，此时计算设备会将物理内存中部分当前不被访问的数据换出至其它位置(如换出至该固态硬盘等)，以腾出空闲的内存空间，然后将处理器所需访问的数据从固态硬盘中换入至该空闲的物理内存空间，并通过再次访问物理内存以获得该数据。
[0005]但是，实际应用场景中，基于固态硬盘所映射得到的虚拟内存地址通常较大，这使得计算设备可能会频繁执行缺页中断以及数据的换入换出过程，从而影响处理器的数据访问性能，如计算设备访问得到数据的时延较高、资源消耗较大等。

技术实现思路

[0006]本申请实施例提供了一种扩展内存的方法，以实现在扩展计算设备的内存后，避免处理器的数据访问性能降低。此外，本申请实施例还提供了一种扩展内存的装置、计算设备、计算机可读介质以及计算机程序产品。
[0007]第一方面，本申请实施例提供了一种扩展内存的方法，用于实现对计算设备的内存进行扩展，该计算设备包括处理器以及第一存储设备，并且，该第一存储设备包括第一存储介质以及第二存储介质，该第一存储介质的访问时延小于第二存储介质的访问时延，通常情况下，该第一存储介质的数据读写性能可以优于第二存储介质的数据读写性能。在扩展内存时，处理器获取该第一存储介质的物理地址以及第二存储介质的物理地址，并将该第一存储介质的物理地址映射成第一虚拟内存地址，以及将第二存储介质的物理地址映射成第二虚拟内存地址，其中，该第一虚拟内存地址以及第二虚拟内存地址能够直接被处理器访问，并且，处理器将热数据存储在第一虚拟内存地址指示的存储空间中，或者将冷数据
存储在第二虚拟内存地址指示的存储空间中。
[0008]如此，一方面，在利用第一存储介质和/或第二存储介质扩展计算设备的内存后，处理器能够直接访问该第一存储介质和/或第二存储介质，无需执行缺页中断以及数据换入换出等过程，从而可以有效避免处理器的数据访问性能降低。另一方面，存储设备中的多个存储介质的物理地址，均可以被映射成计算设备的内存，这相对于利用单个存储介质的物理地址来扩展计算设备的内存而言，可以最大化的利用存储设备的存储资源进行内存扩展，从而可以提高计算设备的内存扩展效果。而且，计算设备中扩展的第一虚拟内存地址与第二虚拟内存地址可以用于分别存储不同热度的数据，从而处理器在访问数据时，可以具有相对较大的几率从访问时延较小的(物理内存或者)第一存储介质中访问得到数据，从而使得计算设备的数据访问性能达到较高水平。
[0009]在一种可能的实施方式中，第一存储设备还包括第三存储介质，则处理器还可以基于该第三存储介质对计算设备进行内存扩展。具体实现时，处理器可以获取该第三存储介质的物理地址，并将该第三存储介质的物理地址映射成第三虚拟内存地址，并且处理器能够直接访问该第三虚拟内存。如此，可以利用第一存储设备中更多数量的存储介质来作为计算设备的扩展内存，从而可以进一步提高计算设备的内存扩展效果。
[0010]可选地，第二存储介质的访问时延小于该第三存储介质的访问时延。例如，第二存储介质为SCM，第三存储介质为闪存等。
[0011]在一种可能的实施方式中，计算设备还包括第二存储设备，并且，计算设备不仅可以利用第一存储设备上的存储资源来扩展内存，还可以利用该第二存储设备上的存储资源来扩展内存。具体实现时，处理器可以获取该第二存储设备中的至少一个存储介质的物理地址，并将第二存储设备中的至少一个存储介质的物理地址映射成处理器可直接访问的虚拟内存地址。如此，可以利用多个存储设备上的存储资源来扩展计算设备的内存，从而可以进一步提高计算设备的内存扩展效果。
[0012]在一种可能的实施方式中，计算设备还包括物理内存，并且，该物理内存中存储的数据的热度，高于第一虚拟内存地址指示的存储空间所存储的数据的热度，从而后续处理器在访问数据时，可以具有相对较大的几率从访问时延更小的物理内存中访问得到数据，从而使得计算设备的数据访问性能达到较高水平。
[0013]在一种可能的实施方式中，处理器获取针对目标数据的访问请求，并且当该物理内存中不包括目标数据时，处理器根据该第一虚拟内存地址，从第一存储介质中查找目标数据。如此，处理器在读取数据时，可以优先从物理内存存储的热数据中查找数据，如果未查找到，则处理器再从第一虚拟内存地址指示的存储空间(也即第一存储介质上存储空间)所存储的数据中查找是否包括所要读取的数据，以此可以使得计算设备的数据访问性能达到较高的水平。
[0014]在一种可能的实施方式中，第一虚拟内存地址与第二虚拟内存地址具有不同的属性标识，并且，该属性标识用于指示存储介质的存储特性。例如，当第一存储介质为易失性存储介质而第二存储介质为非易失性存储介质时，其对应的属性标识可以用于指示第一虚拟内存地址对应的存储空间可以用于缓存数据，而第二虚拟内存地址对应的存储空间可以用于对数据进行持久化存储等。如此，计算设备可以根据实际应用的需求，将数据通过不同的虚拟内存地址进行存储。
[0015]在一种可能的实施方式中，第一存储介质可以是动态随机存取存储器(DRAM)，第二存储介质可以是闪存(flash)。
[0016]第二方面，本申请实施例还提供了一种扩展内存的装置，用于执行第一方面中任意一种实现方式所描述的方法。
[0017]第三方面，本申请实施例还提供了一种计算设备，该计算设备包括存储器和处理器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以执行第一方面中任意一种实现方式所描述的方法。
[0018]本申请第四方面提供一种计算机可读介质，所述计算机可读介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。
[0019]本申请第五方面提供一种计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。
附图说明
[0020]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扩展内存的方法，其特征在于，所述方法应用于计算设备，所述计算设备包括处理器以及第一存储设备，所述第一存储设备包括第一存储介质和第二存储介质，第一存储介质的访问时延小于所述第二存储介质的访问时延，所述方法包括：所述处理器获取所述第一存储介质的物理地址；所述处理器将所述第一存储介质的物理地址映射成第一虚拟内存地址，所述第一虚拟内存地址可直接被所述处理器访问；所述处理器获取所述第二存储介质的物理地址；所述处理器将所述第二存储介质的物理地址映射成第二虚拟内存地址，所述第二虚拟内存地址可直接被所述处理器访问；所述处理器将热数据存储在所述第一虚拟内存地址指示的存储空间中，或者将冷数据存储在所述第二虚拟内存地址指示的存储空间中。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一存储设备还包括第三存储介质，所述方法还包括：所述处理器获取所述第三存储介质的物理地址；所述处理器将所述第三存储介质的物理地址映射成第三虚拟内存地址，所述第三虚拟内存地址可直接被所述处理器访问。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述计算设备还包括第二存储设备，所述方法还包括：所述处理器获取所述第二存储设备中的至少一个存储介质的物理地址；所述处理器将所述至少一个存储介质的物理地址映射成所述处理器可直接访问的虚拟内存地址。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算设备还包括物理内存，所述物理内存中存储的数据的热度，高于所述第一虚拟内存地址指示的存储空间所存储的数据的热度。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：所述处理器获取针对目标数据的访问请求；当所述物理内存中不包括所述目标数据时，所述处理器根据所述第一虚拟内存地址，从所述第一存储介质中查找所述目标数据。6.根据权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，所述第一虚拟内存地址与所述第二虚拟内存地址具有不同的属性标识，所述属性标识用于指示存储介质的存储特性。7.根据权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，所述第一存储介质包括动态随机存取存储器DRAM，所述第二存储介质包括闪存。8.一种扩展内存的装置，其特征在于，所述装置应用于计算设备中的处理器，所述计算设备还包括第一存储设备，所述第一存储设备包括第一存储介质和第二存储介质，第一存储介质的访问时延小于所述第二存储介质的访问时延，所述装置包括：获取模块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚建业，张瑛，赵金蔚，程龙，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：