传统磁盘存储设备因其固有的机械特性,已不能满足当前的数据密集型应用程序的需求。基于闪存的固态存储设备(solid state drive,SSD)的出现改善了这种情况,并被广泛用作缓存以降低内存与磁盘之间的性能差距。针对由DRAM和SSD构成的多级...传统磁盘存储设备因其固有的机械特性,已不能满足当前的数据密集型应用程序的需求。基于闪存的固态存储设备(solid state drive,SSD)的出现改善了这种情况,并被广泛用作缓存以降低内存与磁盘之间的性能差距。针对由DRAM和SSD构成的多级缓存,提出了一种可配置的历史信息感知的多级缓存替换策略Charm.Charm允许用户配置应用的访问模式、读写模式等多项内容,并且还可以根据应用对文件的历史访问信息来判断访问模式,从而能够适应访问模式的变化.此外,Charm过滤掉那些只访问一次的数据,将多次访问的热数据缓存至SSD,减少对SSD的写入次数,提升SSD寿命.使用MCsim对Charm与现有的多级缓存替换算法进行了对比测试,在实际的工作负载下,Charm优于其它多级缓存算法.展开更多
大数据时代的来临为存储系统提供了新的机遇,同时也提出了新的挑战。传统的基于动态随机存储(DRAM)的内存架构面临着容量、能耗、可靠性等方面的问题;新型非易失存储器件(Non-Volatile Memory,NVM)具有非易失、字节寻址、空闲能耗低等优...大数据时代的来临为存储系统提供了新的机遇,同时也提出了新的挑战。传统的基于动态随机存储(DRAM)的内存架构面临着容量、能耗、可靠性等方面的问题;新型非易失存储器件(Non-Volatile Memory,NVM)具有非易失、字节寻址、空闲能耗低等优势,可以作为外存、内存或存储级内存(Storage Class Memory,SCM),为未来存储系统的变革提供了新选择,但同时也存在一些安全问题。NVM器件本身的耐久性有限,频繁对某一位置进行写操作时会造成该位置磨损,从而缩短设备的寿命;同时,由于具有非易失性,NVM被用作内存时,断电后数据不会丢失,攻击者可以通过窃取数据来提取敏感信息或对数据进行篡改;当NVM与DRAM构成混合内存时,可能会产生指针指向不明等问题;NVM作为SCM时,应用程序通过存取(load/store)接口直接对其进行访问,绕过了文件系统等权限管理和一致性管理机制。针对这些问题,文中总结了磨损均衡、减少写操作、减少写入量、内存加密、设计一致性机制、设计权限管理机制等解决办法;最后从硬件、操作系统以及编程模型层面探讨了仍须关注的NVM安全问题。展开更多
计算机科学技术日新月异的发展,对存储器的集成度、读写速度、可靠性等方面提出了更高的要求.在这种形势下,一些传统存储器的缺陷逐步暴露出来,需要新一代存储器适应技术的发展和要求.与传统的存储器相比,磁阻式随机访问存储器(magnetic...计算机科学技术日新月异的发展,对存储器的集成度、读写速度、可靠性等方面提出了更高的要求.在这种形势下,一些传统存储器的缺陷逐步暴露出来,需要新一代存储器适应技术的发展和要求.与传统的存储器相比,磁阻式随机访问存储器(magnetic random access memory,MRAM)具有更好的性能,它同时具备静态随机访问存储器(static random access memory,SRAM)的高速读写性能、动态随机访问存储器(dynamic random access memory,DRAM)的高集成度与Flash存储器的非易失性等优点.为了研究MRAM用作主存时的各项性能,进一步探究MRAM作为DRAM主存替代品的可能性,根据MRAM的原理以及特点,设计并实现了一个MRAM仿真系统,由trace发生器、MRAM控制器和MRAM存储体3部分组成.MRAM仿真系统接收来自处理器(CPU)对主存的读写请求,并根据设计的地址映射算法,对请求进行调度,完成对MRAM存储器的读写请求.仿真结果表明,用MRAM做主存能够发挥出MRAM的优势,获得良好的请求响应时间、请求带宽等性能.展开更多
由于传统的磁盘甚至已广泛应用的Flash固态盘已无法很好地满足当前对存储器在集成度、读写速度、可靠性方面的需求,故须积极寻找新一代存储介质尝试与当前存储器混合使用甚至替代之.而磁阻随机存储器(magnetic random access memory,MR...由于传统的磁盘甚至已广泛应用的Flash固态盘已无法很好地满足当前对存储器在集成度、读写速度、可靠性方面的需求,故须积极寻找新一代存储介质尝试与当前存储器混合使用甚至替代之.而磁阻随机存储器(magnetic random access memory,MRAM)作为一种非易失性存储器,拥有静态随机存储器(satic random access memory,SRAM)的高速读取写入能力,以及动态随机存储器(dynamic random access memory,DRAM)的高集成度,同时比DRAM更低的能耗,并具有无限的读写次数,这些优秀的特性使得MRAM拥有很好的潜力成为下一代主流存储介质.为了对MRAM的读写性能、功耗等有深入的理解,设计并实现了一个MRAM测试平台,完成对MRAM读写性能测试和特性数据采集.该测试平台主要由MRAM控制器设计、MRAM特性数据采集、读写性能测试3个方面组成,由MRAM控制器对MRAM芯片进行读写完成读写性能测试,采集MRAM在读、写、空闲等状态下的特性数据.实验表明,MRAM具有良好的读写性能和低功耗,有条件成为下一代主流存储介质.展开更多
文摘传统磁盘存储设备因其固有的机械特性,已不能满足当前的数据密集型应用程序的需求。基于闪存的固态存储设备(solid state drive,SSD)的出现改善了这种情况,并被广泛用作缓存以降低内存与磁盘之间的性能差距。针对由DRAM和SSD构成的多级缓存,提出了一种可配置的历史信息感知的多级缓存替换策略Charm.Charm允许用户配置应用的访问模式、读写模式等多项内容,并且还可以根据应用对文件的历史访问信息来判断访问模式,从而能够适应访问模式的变化.此外,Charm过滤掉那些只访问一次的数据,将多次访问的热数据缓存至SSD,减少对SSD的写入次数,提升SSD寿命.使用MCsim对Charm与现有的多级缓存替换算法进行了对比测试,在实际的工作负载下,Charm优于其它多级缓存算法.
文摘大数据时代的来临为存储系统提供了新的机遇,同时也提出了新的挑战。传统的基于动态随机存储(DRAM)的内存架构面临着容量、能耗、可靠性等方面的问题;新型非易失存储器件(Non-Volatile Memory,NVM)具有非易失、字节寻址、空闲能耗低等优势,可以作为外存、内存或存储级内存(Storage Class Memory,SCM),为未来存储系统的变革提供了新选择,但同时也存在一些安全问题。NVM器件本身的耐久性有限,频繁对某一位置进行写操作时会造成该位置磨损,从而缩短设备的寿命;同时,由于具有非易失性,NVM被用作内存时,断电后数据不会丢失,攻击者可以通过窃取数据来提取敏感信息或对数据进行篡改;当NVM与DRAM构成混合内存时,可能会产生指针指向不明等问题;NVM作为SCM时,应用程序通过存取(load/store)接口直接对其进行访问,绕过了文件系统等权限管理和一致性管理机制。针对这些问题,文中总结了磨损均衡、减少写操作、减少写入量、内存加密、设计一致性机制、设计权限管理机制等解决办法;最后从硬件、操作系统以及编程模型层面探讨了仍须关注的NVM安全问题。
文摘计算机科学技术日新月异的发展,对存储器的集成度、读写速度、可靠性等方面提出了更高的要求.在这种形势下,一些传统存储器的缺陷逐步暴露出来,需要新一代存储器适应技术的发展和要求.与传统的存储器相比,磁阻式随机访问存储器(magnetic random access memory,MRAM)具有更好的性能,它同时具备静态随机访问存储器(static random access memory,SRAM)的高速读写性能、动态随机访问存储器(dynamic random access memory,DRAM)的高集成度与Flash存储器的非易失性等优点.为了研究MRAM用作主存时的各项性能,进一步探究MRAM作为DRAM主存替代品的可能性,根据MRAM的原理以及特点,设计并实现了一个MRAM仿真系统,由trace发生器、MRAM控制器和MRAM存储体3部分组成.MRAM仿真系统接收来自处理器(CPU)对主存的读写请求,并根据设计的地址映射算法,对请求进行调度,完成对MRAM存储器的读写请求.仿真结果表明,用MRAM做主存能够发挥出MRAM的优势,获得良好的请求响应时间、请求带宽等性能.
文摘由于传统的磁盘甚至已广泛应用的Flash固态盘已无法很好地满足当前对存储器在集成度、读写速度、可靠性方面的需求,故须积极寻找新一代存储介质尝试与当前存储器混合使用甚至替代之.而磁阻随机存储器(magnetic random access memory,MRAM)作为一种非易失性存储器,拥有静态随机存储器(satic random access memory,SRAM)的高速读取写入能力,以及动态随机存储器(dynamic random access memory,DRAM)的高集成度,同时比DRAM更低的能耗,并具有无限的读写次数,这些优秀的特性使得MRAM拥有很好的潜力成为下一代主流存储介质.为了对MRAM的读写性能、功耗等有深入的理解,设计并实现了一个MRAM测试平台,完成对MRAM读写性能测试和特性数据采集.该测试平台主要由MRAM控制器设计、MRAM特性数据采集、读写性能测试3个方面组成,由MRAM控制器对MRAM芯片进行读写完成读写性能测试,采集MRAM在读、写、空闲等状态下的特性数据.实验表明,MRAM具有良好的读写性能和低功耗,有条件成为下一代主流存储介质.
