多核操作系統(tǒng)中基于頁著色的內(nèi)存管理技術(shù)的研究.pdf

1、隨著多核時(shí)代的到來，處理器運(yùn)算能力的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)黃金階段。隨之而來的“存儲(chǔ)墻”問題也越發(fā)的嚴(yán)重了。在共享總線的多處理器體系結(jié)構(gòu)中，內(nèi)存是一個(gè)很重要的共享資源。多個(gè)程序?qū)τ趦?nèi)存的爭(zhēng)用，往往會(huì)給彼此帶來嚴(yán)重的影響。這種影響不但降低內(nèi)存的性能，也改變了程序的行為，使得對(duì)于系統(tǒng)的分析和預(yù)測(cè)更加困難。因此為了提升系統(tǒng)的性能和更清晰準(zhǔn)確的分析預(yù)測(cè)系統(tǒng)行為，研究多核背景下的內(nèi)存管理技術(shù)是很有意義的。
　　目前對(duì)于共享資源爭(zhēng)用現(xiàn)象的相關(guān)研究中，

2、通常采用隔離的思想。頁著色技術(shù)是在軟件層次上實(shí)現(xiàn)隔離思想的解決方案。面對(duì)爭(zhēng)用共享L2級(jí)Cache帶來的不利影響時(shí)，很多研究采用了頁著色的方案，并取得了很好的效果?，F(xiàn)在的內(nèi)存設(shè)備主要以DRAM為主，圍繞DRAM的研究基本上是從硬件的角度展開的。主要的方法是通過研究程序在DRAM上的行為，選擇最佳的地址映射方式，通過提高BANK之間的并行度和減少Row-Buffer上的沖突兩個(gè)方面，最終提升DRAM的性能。
　　本文綜合這兩類研究的特

3、點(diǎn)，提出了一種利用頁著色技術(shù)從軟件層次上提升DRAM性能的內(nèi)存管理技術(shù)。本文首先探索了一種如何在操作系統(tǒng)環(huán)境下統(tǒng)計(jì)程序每一條虛地址訪問DRAM次數(shù)的方法，并從程序的訪存信息數(shù)據(jù)中提取出能夠指導(dǎo)優(yōu)化DRAM性能的著色信息。然后采用頁著色技術(shù)擴(kuò)展了Linux-2.6.20的內(nèi)存管理中頁面分配部分，設(shè)計(jì)了一套組織顏色信息的結(jié)構(gòu)，我們搭建配置了Simics和GEMS混合模擬平臺(tái)，在其上開展實(shí)驗(yàn)。我們分別對(duì)數(shù)據(jù)密集型和計(jì)算密集型兩大類程序進(jìn)行了對(duì)