一种混合内存系统的管理方法技术方案

本发明专利技术涉及一种混合内存系统的管理方法

【技术实现步骤摘要】
一种混合内存系统的管理方法、管理装置、设备及介质


[0001]本专利技术涉及混合内存
，尤其是指一种混合内存系统的管理方法
、
管理装置
、
设备及介质
。

技术介绍

[0002] 传统的
DRAM
（即
Dynamic Random Access Memory
，动态随机存取存储器）性能优秀，却面临着扩展性和高能耗的问题；新兴的非易失性存储技术存储密度更高，能耗更低，可以持久存储数据，但是存在写入延迟高
、
寿命较低等问题
。
因此，使用少量的
DRAM
和大容量
NVM
（即
non
‑
volatile memory
，非易失性存储器）构建混合内存系统，充分发挥
NVM
大容量
、
高密度
、
低能耗的优势，同时利用
DRAM
来提升总体性能，已经成为当今学术界和工业界的热门研究方向
。
[0003]目前，
DRAM
‑
NVM
混合内存体系存在两种不同的组织架构：一种是“垂直”管理架构，将
DRAM
与
NVM
置于不同内存层级，速度较快的
DRAM
被作为
NVM
的缓存
。
另一种是
DRAM
和
NVM“水平”管理架构，将
DRAM
与
NVM
置于内存层次结构中的同一层级，将
DRAM
与
NVM
组成同一的地址空间
。
[0004]在水平架构的混合内存系统中，由于两种存储介质
DRAM
与
NVM
的延迟不同，数据的冷热程度动态变化
、
主存系统与
Cache
（即高速缓冲存储器，是存在于主存与
CPU
之间的一级存储器）之间的联动关系，都会影响混合内存系统的整体性能
。
[0005]因此，改进现有水平架构的混合内存的管理方法，提升水平架构混合内存系统的整体性能，显得非常必要
。

技术实现思路

[0006] 为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种混合内存系统的管理方法
、
管理装置
、
设备及介质，所述管理方法用于解决目前水平架构的混合内存系统整体性能较差的问题
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供一种混合内存系统的管理方法，包括获取当前访问内存页的写热度值以及访问热度值；将所述写热度值与指定写热度阈值进行比较，并生成写热度页面迁移标志信息；将所述访问热度值与指定访问热度阈值进行比较，并生成访问热度页面迁移标志信息；将所述混合内存系统中的混合内存进行分组，根据所有分组内存库的内存页信息生成所述混合内存对应的内存页管理信息；根据所述写热度页面迁移标志信息
、
所述访问热度页面迁移标志信息
、
以及所述当前访问内存页对应的当前内存页管理信息
、
最低内存读写属性级别以及最高内存读写属性级别，判断所述当前访问内存页是否为热数据页，并按照预设冷热数据页迁移策略进行数据迁移
。
[0008]进一步的，将所述混合内存系统中的混合内存进行分组，根据所有分组内存库的
内存页信息生成所述混合内存对应的内存页管理信息，包括：根据预设统一内存分组容量
、
预设统一内存分组内存比例，将所述混合内存系统中的混合内存划分成多个分组内存库
、
并对所有分组内存库进行编组；其中，每个分组内存库包括至少一个动态随机存取存储区以及至少一个非易失性存储区；所述预设统一内存分组内存比例为每个分组内存库中动态随机存取存储区
、
非易失性存储区两者的比例；根据所有分组内存库的内存页信息生成所述混合内存对应的内存页管理信息；其中，所述内存页管理信息包括内存页属性信息，所述内存页属性信息包括分组内存库组号
、
最低内存读写属性级别以及最高内存读写属性级别；获取所述系统中的各程序
、
以及各程序对应的指定分组内存库，根据每个内存程序的程序标定信息
、
每个内存程序对应的指定分组内存库的分组内存库组号生成内存分组映射关系
。
[0009]进一步的，所述方法还包括：获取当前内存程序对应的内存分配申请参数；其中，所述内存分配申请参数包括内存读写属性级别参数；判断所述内存读写属性级别参数是否达到预设读写属性级别阈值；若达到，根据第一内存分配原则将所述当前内存程序对应的指定分组内存库中的存储区分配给所述当前内存程序；其中，所述第一内存分配原则为：优先分配动态随机存取存储区
、
动态随机存取存储区不足时则分配非易失性存储区；若未达到，根据第二内存分配原则将所述当前内存程序对应的指定分组内存库中的存储区分配给所述当前内存程序；其中，所述第二内存分配原则为：优先分配非易失性存储区
、
非易失性存储区不足时则分配写属性内存区
。
[0010]进一步的，对所有分组内存库进行编组，具体包括：根据预设编址规则对所有分组内存库进行编址
、
分别生成各个分组内存库对应的分组内存库物理地址；所述方法还包括：获取高速缓存器中各高速缓存片区的高速缓存索引位信息，对每个特定高速缓存索引位的高速缓存片区分配用于保存特定物理内存地址的热数据；根据所述特定物理内存地址
、
每个高速缓存片区的片区标注信息生成高速缓存物理地址映射关系
。
[0011]进一步的，生成高速缓存物理地址映射关系具体包括：根据所述特定物理内存地址中的内存索引位信息查询所述特定物理内存地址对应的特定高速缓存片区；其中，所述内存索引位信息与高速缓存片区编号一一匹配；当所述特定物理内存地址中的内存标注位信息与所述特定高速缓存片区中的片区标注位信息匹配时，根据所述内存标注位信息从所述特定高速缓存片区中查询获得对应的特定高速缓存通道；根据所述特定物理内存地址
、
所述特定高速缓存通道的信息生成所述高速缓存物理地址映射关系
。
[0012]进一步的，方法还包括：根据所述内存分组映射关系获取当前程序对应的所述当前分组内存库，并获取当
前分组内存库对应的当前分组内存库内存页面物理地址；获取所述当前分组内存库内存页面物理地址对应的当前内存标注位信息，根据所述当前内存标注位信息选取特定的当前内存页面；将所述当前内存页面对应的动态随机存取内存页面分配给所述当前程序的写频繁数据页；并将所述当前内存页面对应的非易失性内存页面分配给所述当前程序的读频繁数据页
。
[0013]进一步的，生成内存分组映射关系，具体包括：将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种混合内存系统的管理方法，其特征在于，包括：获取当前访问内存页的写热度值以及访问热度值；将所述写热度值与指定写热度阈值进行比较，并生成写热度页面迁移标志信息；将所述访问热度值与指定访问热度阈值进行比较，并生成访问热度页面迁移标志信息；将所述混合内存系统中的混合内存进行分组，根据所有分组内存库的内存页信息生成所述混合内存对应的内存页管理信息；根据所述写热度页面迁移标志信息
、
所述访问热度页面迁移标志信息
、
以及所述当前访问内存页对应的当前内存页管理信息，判断所述当前访问内存页是否为热数据页，并按照预设冷热数据页迁移策略进行数据迁移
。2.
根据权利要求1所述的混合内存系统的管理方法，其特征在于，将所述混合内存系统中的混合内存进行分组，根据所有分组内存库的内存页信息生成所述混合内存对应的内存页管理信息，包括：根据预设统一内存分组容量
、
预设统一内存分组内存比例，将所述混合内存系统中的混合内存划分成多个分组内存库
、
并对所有分组内存库进行编组；其中，每个分组内存库包括至少一个动态随机存取存储区以及至少一个非易失性存储区；所述预设统一内存分组内存比例为每个分组内存库中动态随机存取存储区
、
非易失性存储区两者的比例；根据所有分组内存库的内存页信息生成所述混合内存对应的内存页管理信息；其中，所述内存页管理信息包括内存页属性信息，所述内存页属性信息包括分组内存库组号
、
最低内存读写属性级别以及最高内存读写属性级别；获取所述系统中的各程序
、
以及各程序对应的指定分组内存库，根据每个内存程序的程序标定信息
、
每个内存程序对应的指定分组内存库的分组内存库组号生成内存分组映射关系
。3.
根据权利要求2所述的混合内存系统的管理方法，其特征在于，所述方法还包括：获取当前内存程序对应的内存分配申请参数；其中，所述内存分配申请参数包括内存读写属性级别参数；判断所述内存读写属性级别参数是否达到预设读写属性级别阈值；若达到，根据第一内存分配原则将所述当前内存程序对应的指定分组内存库中的存储区分配给所述当前内存程序；其中，所述第一内存分配原则为：优先分配动态随机存取存储区
、
动态随机存取存储区不足时则分配非易失性存储区；若未达到，根据第二内存分配原则将所述当前内存程序对应的指定分组内存库中的存储区分配给所述当前内存程序；其中，所述第二内存分配原则为：优先分配非易失性存储区
、
非易失性存储区不足时则分配写属性内存区
。4.
根据权利要求2所述的混合内存系统的管理方法，其特征在于，对所有分组内存库进行编组，包括：根据预设编址规则对所有分组内存库进行编址
、
分别生成各个分组内存库对应的分组内存库物理地址；所述方法还包括：获取高速缓存器中各高速缓存片区的高速缓存索引位信息，对每个特定高速缓存索引
位的高速缓存片区分配用于保存特定物理内存地址的热数据；根据所述特定物理内存地址
、
每个高速缓存片区的片区标注信息生成高速缓存物理地址映射关系
。5.
根据权利要求4所述的混合内存系统的管理方法，其特征在于，生成高速缓存物理地址映射关系具体包括：根据所述特定物理内存地址中的内存索引位信息查询所述特定物理内存地址对应的特定高速缓存片区；其中，所述内存索引位信息与高速缓存片区编号一一匹配；当所述特定物理内存地址中的内存标注位信息与所述特定高速缓存片区中的片区标注位信息匹配时，根据所述内存标注位信息从所述特定高速缓存片区中查询获得对应的特定高速缓存通道；根据所述特定物理内存地址
、
所述特定高速缓存通道的信息生成所述高速缓存物理地址映射关系
。6.
根据权利要求3所述的混合内存系统的管理方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述内存分组映射关系获取当前程序对应的当前分组内存库，并获取当前分组内存库对应的当前分组内存库内存页面物理地址；获取所述当前分组内存库内存页面物理地址对应的当前内存标注位信息，根据所述当前内存标注位信息选取特定的当前内存页面；将所述当前内存页面对应的动态随机存取内存页面分配给所述当前程序的写频繁数据页；并将所述当前内存页面对应的非易失性内存页面分配给所述当前程序的读频繁数据页
。7.
根据权利要求2所述的混合内存系统的管理方法，其特征在于，生成内存分组映射关系，包括：将各个内存程序的程序
ID
信息与所有分组内存库的内存总组数分别进行取余计算，将取余计算结果作为各个内存程序可以访问的分组内存库组号，并将取余计算结果相同的内存程序分为一组
。8.
根据权利要求2所述的混合内存系统的管理方法，其特征在于，按照预设冷热数据页迁移策略进行数据迁移，包括：当所述写热度页面迁移标志信息
、
所述访问热度页面迁移标志信息均置位时，若所述当前访问内存页不属于动态随机存取存储区
、
且所述当前访问内存页对应的内存地址特定位不符合当前运行程序的特定值时，则获取所述当前访问内存页所在的分组内存库的动态随机存取存储区
、
并从中查询内存地址符合程序分组要求的更新内存页，将数据迁移到所述更新内存页
。9.
根据权利要求2所述的混合内存系统的管理方法，其特征在于，按照预设冷热数据页迁移策略进行数据迁移，包括：当所述写热度页面迁移标志信息置位，所述访问热度页面迁移标志信息未置位时，若所述当前访问内存页不属于动态随机存取存储区，则获取所述当前访问内存页所在的分组内存库的动态随机存取存储区
、
并从中查询内存地址符合程序分组要求的更新内存页，将数据迁移到所述更新内存页
。10.
根据权利要求2所述的混合内存系统的管理方法，其特征在于，按照预设冷热数据
页迁移策略进行数据迁移，包括：当所述写热度页面迁移标志信息未置位
、
而所述访问热度页面迁移标志信息置位时，若所述当前访问内存页分配的最低内存读写属性等级大于预设最低内存读写属性等级阈值，则判断所述当前访问内存页是否属于动态随机存取存储区
、
以及所述当前访问内存页对应的内存地址特定位是否符合程序分组的特定值；当至少其中之一不符合时，则获取所述当前访问内存页所在的分组内存库的动态随机存取存储区
、
并从中查询内存地址符合程序分组要求的更新内存页，将数据迁移到所述更新内存页
。11.
根据权利要求2所述的混合内存系统的管理方法，其特征在于，按照预设冷热数据页迁移策略进行数据迁移，包括：当所述写热度页面迁移标志信息未置位
、
而所述访问热度页面迁移标志信息置位时，若所述当前访问内存页分配的最高内存读写属性等级大于预设最高内存读写属性等级阈值，则判断所述当前访问内存页是否属于动态随机存取存储区
、
以及所述当前访问内存页对应的内存地址特定位是否符合程序分组的特定值；当至少其中之一不符合时，则获取所述当前访问内存页所在的分组内存库的动态随机存取存储区
、
并从中查询内存地址符合程序分组要求的更新内存页，将数据迁移到所述更新内存页
。12.
...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢志勇，李仁刚，张闯，王敏，
申请(专利权)人：苏州元脑智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：