基于新型非易失性存储器的移动终端性能优化研究

发布时间：2021-08-21 17:41

　　随着移动微处理器以及移动操作系统的快速发展,嵌入式移动终端,例如智能手机,平板电脑等的计算能力便得到了显著提升。移动终端中各种功能丰富的应用程序在带来前所未有的用户体验的同时,对计算以及内存资源的需求也越来越大。然而,当前作为移动终端主存的动态随机存取器（DRAM）,因其在能耗和可缩性上的缺陷,已经成为移动终端的性能瓶颈之一,严重影响用户体验。因此,移动终端迫切需要新的主存技术。新型非易失性存储器（NVRAM）,例如相变存储器（PCM）,自旋转移矩随机存取内存（STT-RAM）,以及忆阻器（MRAM）等,因具有非易失、低访问延迟、低功耗、高存储密度和易扩展等优势,受到了学术界和工业界的高度重视,被认为是代替DRAM的最佳解决方案之一。因此,本文主要研究如何在移动终端中使用新型非易失性存储器,优化移动终端的性能,提升用户体验。本文首先研究了使用新型非易失性存储器在移动终端中构建高性能交换分区,提升系统性能,降低系统功耗。然后,提出了针对非易失性存储器交换分区的损耗均衡算法和写减少机制。最后,针对移动虚拟化,展开了基于非易失性存储器的虚拟机检查点保存优化研究。本文主要进行了如下三个方面的研... 

【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：111 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

新型非易失性存储器

于模拟存储设备等外围设备。如图所示，两台虚拟机共享相同的物理设备，每个操作系统都运行着各种各样的应用程序，就好像它们在本地系统中运行一样。图1.3 基于KVM/ARM的移动虚拟化系统架构示意图Fig. 1.3 System architecture overview of a virtualized system based on KVM/ARM虚拟机检查点保存是指将虚拟机的状态保存到持久化存储设备（如闪存）的过程，以便在以后可以精确的恢复到检查点保存时的状态。对一个正在运行的虚拟机进行检查点保存，其检查点镜像由虚拟机的虚拟 CPU（VCPU）、外围设备的上下文（例如，网络适配器和存储设备）和所有分配给虚拟机的内存页组成。虚拟机检查点保存是移动虚拟化中一个非常重要的功能。首先，虚拟机检查点保存可以使不活跃的虚拟机进行休眠，从而释放所占用的系统资源，减少能耗。其次，

图1.4 论文主要研究内容Fig. 1.4 Key contributions of this thesis①基于新型非易失性存储器的交换分区研究。使用交换分区可以在不增加DRAM 内存的情况下，让更多的应用程序驻留内存，提升应用程序的响应速度。由于传统基于闪存的交换分区存在着严重性能问题，因此，本文将研究使用新型非易失性存储器作为交换分区。本文拟让非易失性存储器直接和内存总线相连，和 DRAM 处于同一层次，并使用内存接口进行页面的换入/换出。为了研究非易失性存储器交换分区和闪存交换分区、DRAM 交换分区的能耗表现，本文将为不同的存储器交换分区建立能耗模型。考虑到非易失性存储器可字节寻址的特点，本文将使应用程序可直接读取交换分区中的页面，尽量避免不必要的页面换入操作，减少 DRAM 和交换分区之间的页面拷贝。由于非易失性存储器的写入次数有限


本文编号：3356048