[发明专利]一种混合内存结构的数据读取方法和系统

说明书

本发明提供了一种混合内存结构的数据读取方法和系统，接收数据读取请求后，判断数据是否在第一存储设备中，若在，则从第一存储设备中读取数据，若不在，则产生携带有数据的虚拟地址的缺页异常请求，根据缺页异常请求在第一存储设备中为数据分配物理微页，并建立虚拟地址与物理微页地址的映射关系，以从第二存储设备中加载所述请求的数据到所述第一存储设备中，并根据映射关系从所述第一存储设备中读取所述请求的数据。由于物理微页为物理页划分成的多个物理微页中与数据分配时的偏移和大小相同的物理微页，因此，以物理微页来管理原本的物理页，不仅可以减少物理内存的浪费，还能支持对随机大小的数据的访问和来自用户的多线程请求。

技术领域

本发明涉及存储器技术领域，更具体地说，涉及一种混合内存结构的数据读取方法和系统。

背景技术

随着云计算、大数据的发展，数据密集型应用希望通过增大系统内存容量来减少对磁盘的访问。虽然采用更大容量的DRAM(Dynamic Random Access Memory，动态随机存取存储器)作为内存可以增大系统的内存容量，但是，在当前工艺特征尺寸的限制下，DRAM的存储密度和容量已经很难再有所提升。

而随着新型非易失性存储介质NVM的出现，闪存尤其是基于闪存的固态硬盘为增大系统的内存容量带来了希望。虽然闪存具有低功耗、低价格和大容量等优势，但是，其也具有高延迟和寿命有限等缺陷，因此，闪存不能直接替代DRAM作为内存。基于此，人们提出了一种包括DRAM和NVM的混合内存结构，但是，在这种混合内存结构中，如何存储和读取数据才能充分发挥DRAM和NVM各自的优势、避免各自的劣势仍是目前人们研究的重点之一。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种混合内存结构的数据读取方法和系统，以提高包括DRAM和NVM的混合内存结构的性能。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种混合内存结构的数据读取方法，所述混合内存结构包括第一存储设备和第二存储设备，所述数据读取方法包括：

接收数据读取请求；

判断所述数据读取请求所请求的数据是否在所述第一存储设备中；

若所述请求的数据在所述第一存储设备中，则从所述第一存储设备中读取所述请求的数据；

若所述请求的数据不在所述第一存储设备中，则产生携带有所述请求的数据的虚拟地址的缺页异常请求，根据所述缺页异常请求在所述第一存储设备中为所述请求的数据分配物理微页，并建立所述虚拟地址与所述物理微页地址的映射关系，从所述第二存储设备中加载所述请求的数据到所述第一存储设备中，并根据所述映射关系从所述第一存储设备中读取所述请求的数据；

其中，所述物理微页为物理页划分成的多个物理微页中与所述请求的数据分配时的偏移和大小相同的物理微页。

优选的，判断所述数据读取请求所请求的数据是否在所述第一存储设备中的过程包括：

从所述数据读取请求中获取所请求的数据的虚拟地址；

从所述虚拟地址对应的页表中查找匹配的页表项，若查找到匹配的页表项，则所述请求的数据在所述第一存储设备中，若没有查找到匹配的页表项，则所述请求的数据不在所述第一存储设备中。

优选的，建立所述虚拟地址与所述物理微页地址的映射关系的过程包括：

将所述物理微页所在物理页的物理页号写入所述虚拟地址对应的页表的页表项中。

优选的，在所述第一存储设备中为所述请求的数据分配物理微页的过程包括：

判断是否首次为所述请求的数据分配物理微页；