基于WOM編碼的PCM主存塊管理策略的研究和實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著多核計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和日益復(fù)雜的計(jì)算機(jī)應(yīng)用的出現(xiàn)，對當(dāng)前主存及系統(tǒng)提出了更高的要求。傳統(tǒng)的DRAM主存存儲(chǔ)介質(zhì)存在很多弊端，DRAM具有較高功耗且不易擴(kuò)展，這些弊端都導(dǎo)致DRAM不適于作為下一代的主存存儲(chǔ)介質(zhì)。
　　新興的存儲(chǔ)介質(zhì)中，相變存儲(chǔ)器PCM，相比于ReRAM具有更小的讀操作延遲，相比于STT-RAM，PCM具有更高的密度，而相對于傳統(tǒng)DRAM，PCM具有更低的功耗和較好的可擴(kuò)展性。但是PCM如果要成為主存，同樣存在著

2、很多挑戰(zhàn)。其中PCM的寫延遲相比于DRAM慢很多，據(jù)研究特定場景下，較大的PCM寫延遲將導(dǎo)致性能降低50％以上。因此，較大的寫延遲是PCM成為主存必須要解決的一個(gè)問題，只有解決了其寫延遲的問題，才能考慮PCM作為主存存儲(chǔ)介質(zhì)的可能。
　　PCM的寫操作延遲具有不對稱性的特點(diǎn)，SET操作比RESET操作的延遲要大的多。利用該特性，人們提出將WOM編碼應(yīng)用于PCM?；赪OM編碼可以將對PCM的寫過程轉(zhuǎn)換為只包含RESET的寫操作，從

3、而降低PCM的寫延遲。但是WOM編碼的應(yīng)用對PCM的容量損耗較大。因此本文提出了基于WOM編碼PCM主存塊管理策略，可以使用WOM編碼并基于非對稱寫操作的特性降低PCM的寫延遲，同時(shí)可以降低PCM容量的損耗。該策略將PCM分為兩部分:Original-PCM和WOM-Buffer; Original-PCM和WOM-Buffer分別采用Original-Block和WOM-Block為粒度進(jìn)行管理，通過16路組相聯(lián)進(jìn)行地址映射。只有容量

4、有限的WOM-Buffer中的WOM-Block使用WOM編碼，在程序執(zhí)行過程中動(dòng)態(tài)地將寫密集的Original-Block遷移到WOM-Buffer，使寫密集的主存塊充分利用WOM編碼特性降低PCM的寫延遲。文中的策略主要包括:PCM主存塊遷移策略、PCM主存塊替換策略、WOM-row刷新策略和減輕遷移損耗策略。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該基于WOM編碼的PCM主存塊管理策略，可以保證PCM容量損耗較低的前提下，有效地降低PCM的寫操