[发明专利]混合存储器管理

说明书

技术领域

本说明书大体上涉及存储器系统。

背景技术

各种各样的存储器设备能够被用来维护和存储用于各种计算机和类似系统的数据和指令。在常规的计算系统中，通常采用动态随机存取存储器(DRAM)技术来操作计算机的动态存储器以便应用以高速操作。然而，用作计算机系统中的主存储器的DRAM不再像过去一样快速升级。因此，DRM储存器已经变为计算环境中的有限资源。

可以使用第二层存储器，诸如非易失性存储器，弥补DRAM和诸如NAND闪存的较慢技术之间的性能差距。该第二层存储器可以通过存储器或IO总线来本地访问或通过高速网络来远程地访问。然而，应用需要明确地管理数据放置或系统必须提供在存储器层之间透明地移动数据的自动管理。由此，需要新技术以用于具有最小性能影响的自动管理来克服为较慢存储设备设计的现有技术的不足。

发明内容

以系统和方法实施本说明书中的主题的一个创新方面，所述系统和方法包括：利用处理器基于利用所述处理器的至少一个页表遍历器(walker)对页表的扫描来确定对于所述页表的每个页表条目访问位是否被设置，所述访问位指示在上一个扫描周期中与该页表条目相关联的页是否被访问；响应于确定对于与每一页相关联的页表条目访问位未被设置而递增该页的计数；在利用处理器确定对于每个页表条目访问位是否被设置后重置该访问位；接收从主存储器访问第一数据页的请求；基于确定所述第一数据页未被存储在所述主存储器中来发起页故障；以及使用直接存储器存取(DMA)引擎来检修所述页故障，

在某些实施方式中，使用DMA引擎来检修所述页故障包括：如果所述主存储器无法接收页转移，则基于每页的计数来确定最不常用页中的一页并且将所述最不常用页中的所述页释放到所述辅助存储器中，以及将所述第一页数据从所述辅助存储器传送到所述主存储器。

在某些实施方式中，发起所述页故障包括在所述页故障被检修的同时暂行执行线程；以及在检修所述页故障后释放所述线程以访问所述主存储器。此外，在某些实施方式中，通过以下至少一个来维护每页的计数：在静态随机存取存储器中存储的每页的计数器、计数布隆(Bloom)过滤器，或者在动态随机存取存储器中存储的每页的计数器。

以系统和方法所述本说明书中的主题的一个创新方面，所述系统和方法包括：基于利用至少一个页表遍历器对页表的扫描来确定对于所述页表的每个页表条目访问位是否被设置，所述访问位指示在上一个扫描周期中与该页表条目相关联的页是否在主存储器处被访问；响应于确定对于与所述主存储器中的页相关联的页表条目访问位未被设置而递增对于该页的主计数；在确定对每个页表条目访问位是否被设置后重置该访问位；基于本地代理(home agent)接收访问所述辅助存储器中的页的请求，确定所述辅助存储器中的该页是否被访问；响应于基于所述本地代理接收访问所述辅助存储器中的每一页的请求而确定访问所述辅助存储器中的该页，递增对于所述辅助存储器中的该页的辅助计数；基于所述辅助计数，将所述辅助存储器中的特定页识别为频繁被访问；以及将被识别为频繁被访问的特定页从所述辅助存储器迁移到所述主存储器。

以系统和方法所述本说明书中的主题的另一方面，所述系统和方法包括：基于所述主计数，将所述主存储器中的一定页识别为未被频繁访问；以及将被识别为未被频繁访问的所述一定页从所述主存储器迁移到所述辅助存储器。此外，迁移被识别为未被频繁访问的所述一定页包括：使与所述一定页相关联的页表条目无效，对与所述一定页相关联的任何条目执行转换后备缓冲区变更(translation lookaside buffer shootdown)，以及将所述一定页从所述主存储器转移到所述辅助存储器。

在某些实施方式中，通过以下至少一个来维护对于主存储器中的每一页的主计数和对于所述辅助存储器中的每一页的辅助计数中的每一个：在静态随机存取存储器中存储的每页的计数器、计数布隆过滤器、或者在动态随机存取存储器中存储的每页的计数器。

在某些实施方式中，基于所述主计数来将所述主存储器中的一定页识别为未被频繁访问包括确定对于所述一定页的访问间时间满足访问间时间阈值。此外，在某些实施方式中，响应于确定对于所述一定页的访问间时间满足访问间时间阈值，将被识别为未被频繁访问的所述一定页从所述主存储器迁移到所述辅助存储器。