检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：牛娜哈尔滨工业大学

学位级别：博士

并行应用程序和多核处理器在现代嵌入式系统中的广泛应用给现有的存储系统带来了巨大的压力。DRAM已不能满足现代设备对存储的更高要求。相变存储器由于具有非易失性、同DRAM接近的读、写速度、按字节寻址的能力、集成密度高、数据保存... 详细信息

并行应用程序和多核处理器在现代嵌入式系统中的广泛应用给现有的存储系统带来了巨大的压力。DRAM已不能满足现代设备对存储的更高要求。相变存储器由于具有非易失性、同DRAM接近的读、写速度、按字节寻址的能力、集成密度高、数据保存能力好、与现有的CMOS工艺兼容等优点,成为了有望取代DRAM的主流存储介质之一,DRAM和相变存储器共同构成的混合内存结构成为目前研究的热点。但相变存储器写耐受性低、写延时较长和写功耗较高的弱点限制了其在混合内存结构中的有效使用,为了降低相变存储器的缺点给混合内存系统带来的负面影响,本文对混合内存系统页面迁移算法、磨损均衡算法、功耗优化算法进行了优化,主要内容如下:首先,针对目前混合内存系统页面迁移算法中迁移效率低、硬件实现复杂度高的问题,研究高效率混合内存系统页面迁移算法。对负载的访存trace进行分析,发现了内部引用距离能够较好地预测页面未来写热度的规律,然后以提高页面迁移效率为目的,提出周期性重置的页面迁移算法,算法将内部引用距离作为冷、热页面的预测标记,用全局请求计数器接收的请求数量来模拟内部引用距离的数值信息,通过全局请求计数器的周期性重置来更新部分列表的访存频率信息,从而挑选出真正的写频繁页面并进行页面迁移。实验结果表明,该算法具有更高的页面迁移效率和更快的系统访存速度。其次,针对目前混合内存系统磨损均衡算法中存在的页面磨损度预测不精准、磨损预测方法效率低、预测方法硬件实现复杂度高、存储开销大的问题,开展低开销、高磨损预测准确度的混合内存系统磨损均衡算法的研究,将预测准确度高、硬件开销小的计数布隆过滤器作为页面磨损情况的预测器,提出双重计数布隆过滤器磨损均衡算法。该算法能够根据负载的请求特征,动态地调整页面磨损均衡度的判断条件,以达到均匀分布相变存储器写操作的目的。实验结果表明,该算法使用更小的存储开销有效地延长了相变存储器的使用寿命。再次,针对目前混合内存系统功耗优化算法没有对DRAM功耗有较好的优化,导致系统功耗较大的问题,开展混合内存系统功耗优化算法的研究,分析内存访问中影响功耗的因素,综合考虑命中率和Bank冲突等因素提出周期性频率热区感知功耗优化算法。该算法创新性地提出了DRAM自迁移机制,动态地构建DRAM写访存热区,通过提高DRAM的写命中率来降低DRAM激活功耗和DRAM访问功耗。实验结果表明,该算法使混合内存系统的整体功耗得到更好的优化。最后,综合考虑相变存储器的写操作次数、磨损均衡情况和内存的整体功耗等因素,开展混合内存系统综合优化算法的研究,提出混合内存系统综合优化算法。该算法将内部引用距离写热度预测机制、DRAM自迁移机制、计数布隆过滤器磨损预测机制应用于其中,能够对写热页面及时地感应,在低开销的情况下对写频繁页面的磨损度较为精准地预测,同时也能对DRAM功耗有进一步的优化。实验结果表明,混合内存系统在综合优化算法的优化下获得了较为理想的整体性能。

关键词：混合内存系统相变存储器页面迁移算法磨损均衡算法功耗优化算法

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基于电热耦合效应的高性能处理器单元降温降耗算法

引用

微电子学与计算机 2010年第5期27卷 162-166页

作者：张昌明骆祖莹吴文川邢霄雄郑献北京师范大学信息科学与技术学院北京100875

基于已有的TALK算法,提出了基于电热耦合效应的空闲时间均匀分配(TCED)算法.实验表明:TCED算法十分简便,合理地利用空闲时间来降温,解决了TALK算法在较低负载和极高负载情况下的不足.因此TCED算法适用于高性能处理器单元各种工作负载的... 详细信息

基于已有的TALK算法,提出了基于电热耦合效应的空闲时间均匀分配(TCED)算法.实验表明:TCED算法十分简便,合理地利用空闲时间来降温,解决了TALK算法在较低负载和极高负载情况下的不足.因此TCED算法适用于高性能处理器单元各种工作负载的降温降耗.

关键词：高性能处理器静态功耗电热耦合效应功耗优化算法

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