一種混合內(nèi)存環(huán)境下淘汰數(shù)據(jù)感知的緩存方法與系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種混合內(nèi)存環(huán)境下淘汰數(shù)據(jù)感知的緩存系統(tǒng)，其目標是在保證緩存系統(tǒng)自身性能的前提下盡量減少寫回非易失性主存的次數(shù)從而提升其壽命。系統(tǒng)主要包含元數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊、頁面置換模塊和自適應空間劃分模塊。監(jiān)控模塊收集緩存淘汰數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)信息，然后基于元數(shù)據(jù)信息分析出緩存中頁面的淘汰權(quán)重；頁面置換模塊，實現(xiàn)基于緩存性能和非易失性主存壽命來選擇淘汰頁面；自適應空間劃分模塊結(jié)合請求的特點和頁面是否發(fā)生過淘汰來判斷當前階段應該選擇哪種類型的頁面作為淘汰對象。本發(fā)明能夠的在保證緩存系統(tǒng)性能的前提下有效的減少對非易失性主存的寫回次數(shù)，從而提升其壽命。
【專利說明】
一種混合內(nèi)存環(huán)境下淘汰數(shù)據(jù)感知的緩存方法與系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于內(nèi)存計算領(lǐng)域，更具體地，涉及一種混合內(nèi)存環(huán)境下淘汰數(shù)據(jù)感知的緩存方法和緩存系統(tǒng)，主要目標是在保證緩存性能的前提下提升非易失性主存的壽命。
【背景技術(shù)】
[0002]內(nèi)存計算技術(shù)的飛速發(fā)展，導致現(xiàn)有基于DRAM的主存系統(tǒng)在擴展性、能耗等方面已經(jīng)難以適應進一步的發(fā)展，而新型非易失性主存的出現(xiàn)為優(yōu)化現(xiàn)有的內(nèi)存系統(tǒng)提供了新的機會，因為作為內(nèi)存時非易失性主存具有非易失、能耗低以及更好的擴展性等優(yōu)勢，但要想完全取代現(xiàn)有的DRAM，在寫速度、動態(tài)能耗以及壽命等方面非易失性主存還相距DRAM甚遠，所以一種比較常見的內(nèi)存結(jié)構(gòu)是采取DRAM和非易失性主存作為混合主存，其中DRAM作為非易失性主存的上層緩存，這樣可以更好的優(yōu)勢劣勢互補從而提升整體的性能和可靠性。
[0003]非易失性主存作為內(nèi)存時，其中一個重要的問題就是壽命有限。比如，相變內(nèi)存，它的寫操作原理是阻變材料在低阻結(jié)晶態(tài)(邏輯I)和高阻非晶態(tài)(邏輯O)之間轉(zhuǎn)變，從而導致相變內(nèi)存難以承受大量的寫操作，相比較DRAM而言相變內(nèi)存的寫操作壽命只有108-1012次，比DRAM差了幾個數(shù)量級，如果集中寫的話，只需要很短的時間(100天左右，基于典型的SPECCPU應用)就可以將相變內(nèi)存中的某些相變內(nèi)存單元寫壞，因此，為了能充分利用非易失性主存的性能，需要著重解決非易失性主存的壽命問題
[0004]當前階段已有的研究工作主要集中在以下三類:減少寫非易失性主存次數(shù)，比如先讀后寫、翻轉(zhuǎn)后再寫、陪集映射寫入以及傳統(tǒng)的緩存層面提高命中率從而相應的減少寫回數(shù)據(jù)的次數(shù);磨損均衡，從段、頁面、內(nèi)存行、比特等不同粒度來進行數(shù)據(jù)的交換和翻轉(zhuǎn)；錯誤糾錯及壞塊復用，主要針對局部頁面被寫壞后進行硬件層面讀錯誤比特并分組進行錯誤恢復及利用壞塊中剩余的正常比特來協(xié)助其它的塊進行硬件糾錯。
[0005]上述研究方案主要針對緩存發(fā)來的寫請求來進行優(yōu)化處理，實際的寫回請求數(shù)量并沒有減少，并且?guī)砹祟~外的記錄、迀移等開銷，因此可以考慮從緩存層面來優(yōu)化請求寫入非易失性主存的問題。目前緩存系統(tǒng)中已有的研究工作主要是集中在基于緩存數(shù)據(jù)中臟數(shù)據(jù)淘汰時需要寫回非易失性主存而干凈數(shù)據(jù)則無需寫回的差異，在緩存空間需要淘汰數(shù)據(jù)時有意的優(yōu)先選擇干凈數(shù)據(jù)來進行淘汰，降低淘汰數(shù)據(jù)中臟數(shù)據(jù)所占的比例，從而達到減少緩存空間向非易失性主存寫回臟數(shù)據(jù)次數(shù)的目的，或者是通過分析具體應用具體程序段的訪問命中率分布來有意的選擇低命中率的干凈數(shù)據(jù)來進行淘汰。上述工作雖然從總體上降低了寫回非易失性主存的次數(shù)，但這種刻意減少臟數(shù)據(jù)寫回操作次數(shù)的策略卻帶來了以下幾點問題:(I)刻意淘汰干凈數(shù)據(jù)保留臟數(shù)據(jù)會影響緩存空間中的數(shù)據(jù)分布，進而損害到上層訪問緩存系統(tǒng)的命中率，給系統(tǒng)的整體性能帶來不利影響。(2)考慮到緩存性能的工作需要對具體應用不同時間段的運行特點先進行分析然后選擇特定的策略執(zhí)行，不能很好地適應不同系統(tǒng)的緩存環(huán)境。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷，本發(fā)明提供了一種淘汰數(shù)據(jù)感知的緩存系統(tǒng)，其目的在于保證緩存的訪問命中率使得緩存系統(tǒng)性能不受影響的前提下能有效減少寫回非易失性主存的次數(shù)從而提升非易失性主存壽命，由此解決無法同時提升非易失性主存寫操作壽命和保證緩存性能的技術(shù)問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一方面，提供了一種淘汰數(shù)據(jù)感知的緩存方法，包含以下步驟:
[0008](I)當待淘汰頁面確定后，緩存淘汰數(shù)據(jù)監(jiān)控方法獲取頁面對應的元數(shù)據(jù)信息，包含頁面地址、淘汰時間和淘汰次數(shù)等等，并初始化或者更新緩存淘汰記錄集合中對應的淘汰記錄；當不命中發(fā)生時，監(jiān)控方法基于收集到的元數(shù)據(jù)信息分析淘汰記錄的局部性特征(時間局部性和空間局部性)并基于上述特征計算出對應緩存頁面的淘汰權(quán)重；
[0009](2)頁面置換策略基于淘汰數(shù)據(jù)的類型確定不同的置換方法，如果淘汰對象最近沒有淘汰過則優(yōu)先選擇最近未淘汰過頁面類型中的干凈頁面進行淘汰，而如果淘汰對象最近發(fā)生過淘汰則基于監(jiān)控得到的淘汰權(quán)重，計算出對應的淘汰閾值，并結(jié)合頁面自身的訪問特征在淘汰閾值范圍內(nèi)優(yōu)先選擇干凈的頁面作為淘汰對象，以減少額外的寫回非易失性主存操作，若沒有對應的干凈頁面則選擇最小權(quán)重的臟頁面作為淘汰對象，以達到保證緩存性能和提升非易失性主存壽命的目標；
[0010](3)自適應空間劃分機制主要發(fā)生在請求不命中時，若請求頁面在緩存淘汰記錄集合中有對應記錄則說明該記錄最近發(fā)生過淘汰，則選擇最近沒有發(fā)生過淘汰的緩存頁面作為淘汰對象;而若請求頁面在緩存淘汰記錄集合沒有記錄，則說明該記錄最近沒有被訪問過，更沒有被淘汰過，所以選擇最近曾淘汰過的頁面作為淘汰對象。
[0011]通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的系統(tǒng)具有以下的優(yōu)點和技術(shù)效果:
[0012]1、由于采用了步驟(I)，在淘汰操作執(zhí)行時能夠及時獲取并分析出該頁面的淘汰特征，當頁面再次存放到緩存中時為其提供是否可以淘汰的理論支撐；
[0013]2、由于采用了步驟(2)，可以將淘汰頁面對緩存下一階段的性能負面影響降至最小并能減少不必要的寫回操作，從而提高非易失性主存寫操作壽命；
[0014]3、由于采用了步驟(3)，緩存空間的數(shù)據(jù)分布可以更符合當前階段訪問請求的特點，因而對應的訪問命中率也會有所提升，以進一步保證緩存系統(tǒng)的性能。
[0015]按照本發(fā)明的另一方面，還提供了一種混合內(nèi)存環(huán)境下淘汰數(shù)據(jù)感知的緩存系統(tǒng)，包括淘汰數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊、頁面置換模塊和自適應空間劃分模塊。監(jiān)控模塊，用于對緩存中淘汰的數(shù)據(jù)記錄進行元數(shù)據(jù)收集和淘汰權(quán)重分析，以支撐下面的頁面置換和空間劃分；頁面置換模塊，是用于緩存系統(tǒng)發(fā)生請求不命中時，選擇對緩存性能影響最小且盡量不需要寫回非易失性主存的頁面進行淘汰；自適應空間劃分模塊，主要考慮到緩存中未曾淘汰過的頁面對緩存性能的影響，采用自適應的思想結(jié)合請求和監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)來決定淘汰頁面的類型，從而達到空間劃分的目的。
[0016]淘汰數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊在當緩存選定特定頁面進行淘汰時進行，主要用來監(jiān)控最近一段時間緩存淘汰過的頁面記錄，具體通過地址計算出其在淘汰記錄集合中的位置來判斷是否已經(jīng)有對應的淘汰記錄，若是沒有則初始化記錄該頁面的元數(shù)據(jù)記錄信息，若是有則更新該記錄的相關(guān)元數(shù)據(jù)信息(淘汰時間、淘汰次數(shù)等等)；當需要替換頁面時，分析所有已淘汰過頁面對應的淘汰記錄的局部性權(quán)重，主要是淘汰時間和淘汰頻率的權(quán)重，并基于上述權(quán)重得到對應緩存頁面的淘汰權(quán)重。
[0017]頁面置換模塊，在每次緩存發(fā)生請求未命中時進行，用來選擇最終的淘汰對象，先確定默認選中的待淘汰頁面是否屬于曾發(fā)生淘汰的頁面，并分別針對未發(fā)生淘汰和最近淘汰過的頁面實施不同的置換策略，其中對于未淘汰過的頁面優(yōu)先選擇干凈淘汰即可，而對于最近淘汰過的頁面則基于頁面淘汰權(quán)重來選擇，優(yōu)先選擇權(quán)重較小的干凈頁面作為淘汰對象，以達到保證緩存訪問命中率和減少寫回的目的。
[0018]自適應空間劃分模塊，當請求不命中時首先確定淘汰數(shù)據(jù)的類型，具體是根據(jù)請求狀態(tài)以及監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)記錄來判斷哪種類型的頁面最近更傾向于被訪問，而自適應的選擇另一種類型的頁面作為淘汰對象，通過兩種類型數(shù)據(jù)的空間劃分來適應上層訪問請求的變化。
[0019]通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的系統(tǒng)具有以下的優(yōu)點和技術(shù)效果:
[0020]1、由于采用了淘汰數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊，能夠精準的檢測和分析緩存分組中各個頁面的淘汰權(quán)重大小，并進行低空間開銷的存儲，因此得出頁面在下一階段被再次訪問的可能程度，為下面的頁面置換和空間劃分提供了有效的支撐；
[0021]2、由于采用了頁面置換模塊，基于監(jiān)控到的頁面淘汰權(quán)重和頁面本身的訪問特征，可以將緩存系統(tǒng)本身的性能和非易失性主存的寫操作壽命同時兼顧到，因為不會因為追求減少寫回而對緩存性能帶來大的負面影響；
[0022]3、由于采用了自適應空間劃分模塊，可以將緩存中未曾淘汰過的頁面考慮在內(nèi)，使得緩存空間中各類數(shù)據(jù)的分布滿足現(xiàn)階段請求訪問的傾向，使得緩存的性能得到進一步的提升。
[0023]總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于淘汰數(shù)據(jù)時結(jié)合了頁面淘汰權(quán)重的大小和請求訪問的特征來選擇淘汰目標，能夠使得在保證緩存性能基本不受影響的前提下有效的提升非易失性主存的壽命。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明實施例的數(shù)據(jù)監(jiān)控方法流程圖；
[0025]圖2為本發(fā)明實施例的頁面置換策略的流程圖；
[0026]圖3為本發(fā)明實施例的自適應空間劃分機制的流程圖；
[0027]圖4為本發(fā)明實施例的系統(tǒng)模塊框圖。
【具體實施方式】
[0028]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0029]本發(fā)明提供了一種淘汰數(shù)據(jù)感知的緩存方法，包括以下步驟:
[0030](I)如圖1所示，淘汰數(shù)據(jù)監(jiān)控方法，在系統(tǒng)運行的整個過程中進行，具體包含如下幾個子步驟:
[0031](1.1)數(shù)據(jù)收集:當緩存選定特定頁面進行淘汰時，通過地址計算出其存放的位置，然后判斷是否已經(jīng)有對應的淘汰記錄，若是沒有則初始化記錄該頁面的頁面地址、已淘汰次數(shù)(設(shè)定為I)和淘汰時間(當前時間)，若是有則取出該數(shù)據(jù)的記錄，更新其淘汰時間為當前時間、淘汰次數(shù)增加一。
[0032](1.2)數(shù)據(jù)分析:當需要替換頁面時，分析所有已淘汰過頁面對應的淘汰記錄。一是淘汰時間的權(quán)重，將所有記錄以淘汰時間排序，并按照從小到大的順序先后賦值權(quán)重(1-n);二是，淘汰頻率的權(quán)重，將所有記錄按照淘汰次數(shù)從小到大排序，并按照此順序賦值權(quán)重(1-η)。最后，將各個頁面對應的時間和頻率權(quán)重求和得到對應的淘汰權(quán)重，并按照淘汰權(quán)重從小到大排序得到緩存中曾淘汰頁面的淘汰權(quán)重先后順序。
[0033 ] (2)如圖2所示，頁面置換策略，每次緩存發(fā)生請求未命中時進行，具體包括下面幾個子步驟:
[0034](2.1)對默認選中的待淘汰頁面判斷該頁面在監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)中是否有記錄。
[0035](2.2)若是有記錄則說明該頁面屬于曾發(fā)生淘汰的頁面，則基于監(jiān)控模塊分析得到的權(quán)重進行進一步的判斷，若是沒有記錄則進入(2.4)。
[0036](2.3)對所有曾發(fā)生淘汰的頁面基于現(xiàn)階段權(quán)重的閾值，選擇淘汰對象，若是權(quán)重小于閾值的頁面中存在干凈數(shù)據(jù)，則優(yōu)先選擇該頁面淘汰，若是沒有干凈數(shù)據(jù)存在，則選擇權(quán)重最小的臟數(shù)據(jù)頁面進行淘汰。
[0037](2.4)若是頁面未發(fā)生過淘汰則說明該頁面屬于未曾發(fā)生淘汰的頁面。按照默認的LRU規(guī)則選擇淘汰頁面，同時優(yōu)先考慮干凈頁面來進行選擇。
[0038](3)如圖3所示，自適應空間劃分機制，，具體包括下面幾個子步驟:
[0039](3.1)上層發(fā)來的訪問緩存請求，判斷是否命中。
[0040](3.2)若命中，則繼續(xù)進行訪問操作，若未命中，則查詢監(jiān)控模塊是否有對應的淘汰記錄，若是存在則進入(3.3)，否則進入(3.4)。
[0041](3.3)該頁面最近曾發(fā)生過淘汰，則說明對該頁面的淘汰導致了本次的不命中，所以需要擴大所屬的曾發(fā)生過淘汰頁面的空間大小，即從未曾發(fā)生淘汰的頁面中選擇合適的頁面進行淘汰。
[0042](3.4)該頁面最近沒有發(fā)生過淘汰，則說明該頁面最近沒有被訪問過更沒有被淘汰過，所以需要擴大所屬的未曾發(fā)生淘汰頁面的空間大小，即從曾發(fā)生淘汰的頁面中選擇合適的頁面作為淘汰對象。
[0043]如圖4所示，本發(fā)明提供了一種混合內(nèi)存環(huán)境下淘汰數(shù)據(jù)感知的緩存系統(tǒng)，包括淘汰數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊、頁面置換模塊和自適應空間劃分模塊。監(jiān)控模塊，用于對緩存中淘汰的數(shù)據(jù)記錄進行元數(shù)據(jù)收集和淘汰權(quán)重分析，以支撐下面的頁面置換和空間劃分;頁面置換模塊，是用于緩存系統(tǒng)發(fā)生請求不命中時，選擇對緩存性能影響最小且盡量不需要寫回非易失性主存的頁面進行淘汰；自適應空間劃分模塊，主要考慮到緩存中未曾淘汰過的頁面對緩存性能的影響，采用自適應的思想結(jié)合請求和監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)來決定淘汰頁面的類型，從而達到空間劃分的目的。
[0044]淘汰數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊在當緩存選定特定頁面進行淘汰時進行，主要用來監(jiān)控最近一段時間緩存淘汰過的頁面記錄，具體通過地址計算出其在淘汰記錄集合中的位置來判斷是否已經(jīng)有對應的淘汰記錄，若是沒有則初始化記錄該頁面的元數(shù)據(jù)記錄信息，若是有則更新該記錄的相關(guān)元數(shù)據(jù)信息(淘汰時間、淘汰次數(shù)等等)；當需要替換頁面時，分析所有已淘汰過頁面對應的淘汰記錄的局部性權(quán)重，主要是淘汰時間和淘汰頻率的權(quán)重，并基于上述權(quán)重得到對應緩存頁面的淘汰權(quán)重。
[0045]頁面置換模塊，在每次緩存發(fā)生請求未命中時進行，用來選擇最終的淘汰對象，先確定默認選中的待淘汰頁面是否屬于曾發(fā)生淘汰的頁面，并分別針對未發(fā)生淘汰和最近淘汰過的頁面實施不同的置換策略，其中對于未淘汰過的頁面優(yōu)先選擇干凈淘汰即可，而對于最近淘汰過的頁面則基于頁面淘汰權(quán)重來選擇，優(yōu)先選擇權(quán)重較小的干凈頁面作為淘汰對象，以達到保證緩存訪問命中率和減少寫回的目的。
[0046]自適應空間劃分模塊，當請求不命中時首先確定淘汰數(shù)據(jù)的類型，具體是根據(jù)請求狀態(tài)以及監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)記錄來判斷哪種類型的頁面最近更傾向于被訪問，而自適應的選擇另一種類型的頁面作為淘汰對象，通過兩種類型數(shù)據(jù)的空間劃分來適應上層訪問請求的變化。
[0047]本發(fā)明提供了一種混合內(nèi)存環(huán)境下淘汰數(shù)據(jù)感知的緩存方法，由于采用了步驟
(I)，在淘汰操作執(zhí)行時能夠及時獲取并分析出該頁面的淘汰特征，當頁面再次存放到緩存中時為其提供是否可以淘汰的理論支撐；由于采用了步驟(2)，可以將淘汰頁面對緩存下一階段的性能負面影響降至最小并能減少不必要的寫回操作，從而提高非易失性主存寫操作壽命；由于采用了步驟(3)，緩存空間的數(shù)據(jù)分布可以更符合當前階段訪問請求的特點，因而對應的訪問命中率也會有所提升，以進一步保證緩存系統(tǒng)的性能。
[0048]對于本發(fā)明提供的混合內(nèi)存環(huán)境下淘汰數(shù)據(jù)感知的緩存系統(tǒng)，由于采用了淘汰數(shù)據(jù)監(jiān)控模塊，能夠精準的檢測和分析緩存分組中各個頁面的淘汰權(quán)重大小，并進行低空間開銷的存儲，因此得出頁面在下一階段被再次訪問的可能程度，為下面的頁面置換和空間劃分提供了有效的支撐；由于采用了頁面置換模塊，基于監(jiān)控到的頁面淘汰權(quán)重和頁面本身的訪問特征，可以將緩存系統(tǒng)本身的性能和非易失性主存的寫操作壽命同時兼顧到，因為不會因為追求減少寫回而對緩存性能帶來大的負面影響；由于采用了自適應空間劃分模塊，可以將緩存中未曾淘汰過的頁面考慮在內(nèi)，使得緩存空間中各類數(shù)據(jù)的分布滿足現(xiàn)階段請求訪問的傾向，使得緩存的性能得到進一步的提升。
[0049]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種混合內(nèi)存環(huán)境下淘汰數(shù)據(jù)感知的緩存方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)通過收集到的緩存系統(tǒng)淘汰數(shù)據(jù)分析出緩存頁面的淘汰權(quán)重； (2)基于監(jiān)控得到的淘汰權(quán)重并結(jié)合頁面自身的訪問特征選取對緩存性能和非易失性主存壽命有好的頁面進行淘汰； (3)基于請求特征和淘汰數(shù)據(jù)記錄自適應的調(diào)整頁面置換時選取淘汰對象的類型。2.如權(quán)利要求1所述的緩存方法，其特征在于，所述步驟(I)具體包括如下子步驟: (1.1)待淘汰頁面確定后，監(jiān)控方法獲取頁面對應的元數(shù)據(jù)信息，包含頁面地址、淘汰時間和淘汰次數(shù)； (1.2)不命中發(fā)生時，基于收集到的元數(shù)據(jù)信息分析淘汰記錄的局部性特征并計算出對應緩存頁面的淘汰權(quán)重。3.如權(quán)利要求1或2所述的緩存方法，其特征在于，所述步驟(2)具體包括如下子步驟: (2.1)如若淘汰對象為最近淘汰過的頁面，則基于緩存分組中所有最近發(fā)生淘汰頁面的淘汰權(quán)重，計算出對應的淘汰閾值； (2.2)在淘汰閾值范圍內(nèi)優(yōu)先選擇干凈的頁面作為淘汰對象，以減少額外的寫回非易失性主存操作，若沒有對應的干凈頁面則選擇最小權(quán)重的臟頁面作為淘汰對象。4.如權(quán)利要求1或2所述的緩存方法，其特征在于，所述步驟(3)具體包括如下子步驟: (3.1)請求不命中，若請求頁面在緩存淘汰記錄集合中有對應記錄則說明該記錄最近發(fā)生過淘汰則選擇最近沒有發(fā)生過淘汰的緩存頁面作為淘汰對象； (3.2)若請求頁面在緩存淘汰記錄集合沒有記錄，則說明該記錄最近沒有被訪問過也沒有被淘汰過，選擇最近曾淘汰過的頁面作為淘汰對象。5.—種混合內(nèi)存環(huán)境下淘汰數(shù)據(jù)感知的緩存系統(tǒng)，其特征在于，包括監(jiān)控模塊、頁面置換模塊以及自適應空間劃分模塊，其中: 所述監(jiān)控模塊，用于對緩存中淘汰的數(shù)據(jù)記錄進行元數(shù)據(jù)收集和淘汰權(quán)重分析，用于支撐下面的頁面置換和空間劃分； 所述頁面置換模塊，用于緩存系統(tǒng)發(fā)生請求不命中時，選擇對緩存性能影響最小且盡量不需要寫回非易失性主存的頁面進行淘汰； 所述自適應空間劃分模塊，用于請求不命中且淘汰數(shù)據(jù)類型未確定之前來判斷當前階段應該選擇哪種類型的頁面作為淘汰對象。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述淘汰數(shù)據(jù)感知的緩存系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)控模塊包括淘汰頁面元數(shù)據(jù)收集子模塊和頁面淘汰權(quán)重分析子模塊，其中淘汰頁面元數(shù)據(jù)收集子模塊用來在淘汰操作發(fā)生后收集被淘汰頁面的元數(shù)據(jù)信息，元數(shù)據(jù)信息包含頁面地址、頁面淘汰時間和頁面淘汰次數(shù);頁面淘汰權(quán)重分析子模塊，用于在需要淘汰頁面時，分析淘汰記錄集合中各個記錄的局部性權(quán)重，然后計算得出對應緩存頁面的淘汰權(quán)重。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述淘汰數(shù)據(jù)感知的緩存系統(tǒng)，其特征在于，所述頁面置換模塊包括淘汰閾值評估子模塊和淘汰頁面選取子模塊，其中淘汰閾值評估子模塊，用于基于當前緩存分組中各個頁面的淘汰權(quán)重大小，計算出權(quán)重的均值和中位數(shù)，然后基于兩個值得出目標淘汰閾值；淘汰頁面選取子模塊，用于基于淘汰閾值和頁面訪問特征，選取目標淘汰頁面，目標淘汰頁面是指對緩存命中率影響小且盡量無需寫回的頁面。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述淘汰數(shù)據(jù)感知的緩存系統(tǒng)，其特征在于，所述自適應空間劃分模塊，用于在淘汰頁面類型未確定之前，基于請求類型和淘汰記錄，判定本次淘汰的目標頁面類型。
【文檔編號】G06F12/02GK105975402SQ201610278653
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】吳松, 賈佑闖, 金海
【申請人】華中科技大學