《面向混合記憶體的系統軟體機理和關鍵技術研究》是依託上海交通大學，由黃林鵬擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：面向混合記憶體的系統軟體機理和關鍵技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：黃林鵬
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
新型非易失性存儲器件近年來工藝進展和成本走低，為記憶體計算模式的套用和發展創造了機會。將基於非易失性存儲器件的新型存儲級記憶體SCM與傳統記憶體相結合組成混合記憶體，可以在保持成本和能耗優勢的前提下大幅提升記憶體容量，為大數據的高效實時處理提供支持。然而,混合記憶體體系架構的引入，對系統軟體的設計提出了新的挑戰。.項目擬針對混合記憶體體系架構下支持記憶體計算的系統軟體機理和關鍵技術展開研究。探索支持混合記憶體管理的記憶體分配、回收和地址映射方法，設計混合記憶體高效統一管理機制；研究基於原地寫操作、按位元組訪問的持久記憶體一致性抽象模型，設計靈活的支持混合記憶體多模式訪問的系統接口；研究混合記憶體體系架構下支持語義描述的記憶體數據結構，設計並實現相應的用戶態語義檔案系統；通過原型系統構建和系統模擬仿真，對設計的支持混合記憶體的系統軟體的有效性和合理性進行驗證。
結題摘要
新型非易失性存儲器件近年來工藝進展和成本走低，為記憶體計算模式的套用和發展創造了機會。將基於非易失性存儲器件的新型存儲級記憶體SCM與傳統記憶體相結合組成混合記憶體，可以在保持成本和能耗優勢的前提下大幅提升記憶體容量，為大數據的高效實時處理提供支持。然而，混合記憶體體系架構的引入，對系統軟體的設計提出了新的挑戰。項目針對混合記憶體體系架構下支持記憶體計算的系統軟體機理和關鍵技術展開研究。項目組遵照預設的研究計畫開展研究，取得了多項技術成果，包括：（1）項目新型非易失性存儲器件及其技術近年來發展迅速，為記憶體計算的套用和發展創造了機會。將基於非易失性存儲器件的新型存儲級記憶體SCM與傳統記憶體相結合組成混合記憶體，可以在保持成本和能耗優勢的前提下大幅提升記憶體容量，為大數據的高效實時處理提供支持。然而，混合記憶體體系架構的引入，對系統軟體的設計提出了新的挑戰。項目針對混合記憶體體系架構下支持記憶體計算的系統軟體機理和關鍵技術展開研究。項目組遵照預設的研究計畫開展研究，取得的技術成果包括：（1）項目面向混合記憶體體系架構，設計並實現了一個混合記憶體管理系統，該系統支持對混合記憶體的記憶體分配、回收和地址映射，並通過檢查點機制保障系統的可靠性；該系統還利用持久記憶體的可位元組定址特性，避免了傳統的位元組到塊轉換的持久化過程開銷，有效提升了持久化性能。（2）項目研究了持久記憶體一致性抽象模型，實現了包括持久記憶體訪問檔案模式、持久記憶體訪問主存模式、持久記憶體訪問塊模式在內的多模式訪問接口；項目設計的多模式訪問接口能相互兼容，靈活支持上層各類套用的需求。（3）項目研究了混合記憶體檔案系統架構，設計並實現了一個高性能的持久性記憶體檔案系統，該檔案系統通過高效的快照機制實現了多版本特性，以維護數據及元數據一致性，提供可靠性保障；該檔案系統還設計了對底層持久性記憶體介質和上層套用讀寫特性的雙向感知機制，從而實現了持久記憶體檔案讀寫加速機制，顯著提升了持久性記憶體檔案系統的讀寫性能。（4）另外，項目還通過模擬及實際硬體平台對上述設計的混合記憶體系統軟體進行了集成與測試，測試結果驗證了設計的系統軟體的有效性和合理性。
