基于内存页面动态合并的旁路转换缓冲器设计

针对内存管理中虚拟页面和物理页面连续分配的特性,提出可对相邻页面进行动态合并的旁路转换缓冲器(TLB)设计方法.该方法的核心思想是在处理器运行过程中,通过对相邻页面的递归合并,动态扩展单个TLB表项的地址映射范围,提高TLB表项的利用率并降低TLB缺失率.在两级TLB架构中,提出基于快速uTLB(fuT-LB)和影子uTLB(suTLB)动态切换的新型uTLB结构,作为两级TLB架构的一级缓存,为页面动态合并提供现场和载体,页面合并过程对软件透明.基于Mibench测试基准的实验结果表明,与filter-TLB架构相比,该页面动态合并方法可以平均降低TLB缺失率达27%.

一种基于连续页面归并回收的旁路转换缓冲器

旁路转换缓冲器(TLB)是内存管理单元中加速虚拟页号到物理页号转换过程的核心部件。基于程序连续页面分配访问的局部性特征,提出一种基于连续页面归并回收的TLB地址映射框架。在基于两路组相联结构的Main TLB基础上,设计一个用于合并回收页面的RTLB,当Main TLB由于地址映射块冲突发生替换时,检查Main TLB中是否存在与旧翻译信息的虚拟页号(VPN)、物理页号(PPN)都连续的表项,并临时缓存到RTLB进行连续页面归并,合并后的表项映射范围扩大,有效提高了TLB的映射效率。基于EEMBC测试基准的实验表明,在表项数相同的情况下,提出的TLB与传统TLB相比,缺失率降低了47.72%,平均访问时间降低了4.42%,具有高性能、低功耗的特点。