基于非易失内存设备的数据读写性能优化方法研究

项目名称： 基于非易失内存设备的数据读写性能优化方法研究

项目编号： No.61502180

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 李丁丁

作者单位： 华南师范大学

项目金额： 21万元

中文摘要： 传统计算机体系结构下，非易失数据存放在诸如磁盘等访问速度较慢的外存设备之中，不仅引起了应用程序与非易失数据之间的交互性能瓶颈，也限制了其潜在的性能优化空间。通过借助新型内存、也即存储级内存（SCM, Storage Class Memory）的非易失特性和高效写入性，本课题拟在基于动态随机存取内存（DRAM, Dynamic Random Access Memory）和SCM的混合内存架构下，提出一套非易失数据读写性能优化技术，以突破传统方法的性能瓶颈，具体工作是：（1）研究具备可继承性的SCM设备编程环境，实现应用程序访问SCM设备的高效数据通道，同时保留用户以往对非易失数据的编程习惯；（2）研究SCM内存的资源共享策略，缓解由于多进程对SCM资源竞争所带来的读写性能干扰；（3）研究混合存储架构下的非易失数据迁移策略，进一步改进应用程序与非易失数据交互的时空效率。

中文关键词： 存储级内存；动态随机存取内存；存储性能

英文摘要： In a traditional computer architecture, non-volatile data is usually stored in the slow secondary storage, not only causing a performance bottleneck on the data path, but also narrowing the room for improving the whole system. With SCM, a novel non-volatile memory device, we plan to propose a set of techniques to overcome this handicap in the environment of hybrid memory (SCM/DRAM). At first we will devise a heritable programming framework, trying to build the backward-compatible interface as well as the efficient data path between user-application and SCM. Then, we will design a policy for sharing the SCM, relieving the performance disturbance when multiple user-processes access the SCM concurrently. Finally, we will propose a technique for data migration between SCM and DRAM, further enhancing the space and time efficiency of non-volatile data.

英文关键词： Storage Class Memory;Dynamic Random Access Memory;Storage Performance