基于非易失混合内存的文件系统性能分析和优化开题报告

 2021-11-18 10:11

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着新型非易失存粗技术的发展,几个新型的存储技术如相变内存pcm、自旋转移 力矩磁随机存取存储器 stt-mram、电阻式随机存储器 reram以及忆阻器等都吸引了学术界和工业界的广泛关注,这些非易失内存(non-volatile memory,nvm)以具有非易失、低静态功耗、高密度、字节寻址以及就地更新等特性。

根据这些优良特性,研究人员将nvm连接到内存总线上,应用程序因此可以通过load/store 指令对nvm进行访问。

因此,这种将nvm代替dram作主存或nvm与dram共同作为主存(也称这种nvm为持久性内存pm(persistent memory))的研究已成为主流。

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2. 研究的基本内容与方案

研究的基本内容:将非易失存粗nvm连接到内存总线,作为持久化内存,在这种架构下,我们需要研究如何向用户提供持久化内存的访问,如何实现内存中的数据结构持久化,如何实现使用持久性内存过程的读写原子性,一致性,如何实现故障恢复,在解决上述基本问题后,如何能减少开销,提高系统的性能。

目标:系统能向用户提供持久化内存的访问,实现时数据结构在内存的可持久化,保证持久化内存读写的原子性,一致性,能够进行故障恢复,且依旧具配低开销,高性能。

拟采取的技术方案:引入具有持久性的内存控制器,该内存控制器能保证在故障发生时将其存储内容冲刷进内存,基于这种硬件,去推测行地暂存事务的更新,以保证更新能原子性的提交到持久性内存中,通过结合软硬件的方法来保证持久一致性且减少开销,提高性能。

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3. 研究计划与安排

2020年1月1日~1月31日:熟悉非易失内存系统的基本知识;

2月1日~3月5日:熟悉非易失内存的模拟软件;

3月6日~3月10日:明确本课题的创新和实现思路;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1]arpit joshi, vijay nagarajan, stratis viglas, and marcelo cintra. 2017. atom: atomic durability in non-volatile memory through hardware logging. in pro- ceedings ofthe 23rd ieee symposium on high-performance computer architecture (hpca). 361–372.

[2]jishen zhao, sheng li, doe hyun yoon, yuan xie, and norman p. jouppi. 2013. kiln: closing the performance gap between systems with and without persistence support. in proceedings ofthe 46th annual ieee/acm international symposium on microarchitecture (micro). 421–432.

[3]haris volos, andres jaan tack, and michael m. swift. 2011. mnemosyne: light- weight persistent memory. in proceedings ofthe 16th international conference on architectural support for programming languages and operating systems (asplos-xvi). 91–104.

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