[发明专利]一种存储器资源优化方法和装置

说明书

本发明的实施例提供一种存储器资源优化方法和装置，涉及计算机领域，解决了现有多级存储器资源之间存在的相互影响问题，优化了现有单一的划分机制。具体方案为：通过页着色技术获得工作集中各程序的性能数据，结合访存频度得到各程序的分类，根据各程序的分类选择工作集对应的页着色划分策略，并将页着色划分策略输入操作系统内核，完成相应的着色划分处理。本发明用于结合工作集特点消除或降低进程、线程在存储资源上的相互干扰，提高了计算机的整机性能。

技术领域

本发明涉及计算机领域，尤其涉及一种存储器资源优化方法和装置。

背景技术

如今多核高性能计算机(Multi-core High Performance Computer)的应用越来越广泛，但随着处理器上计算单元(核)数目的持续增多，多核间的访存竞争现象使得问题变的更加复杂。在并发执行的任意时间段内，来自不同核的访存请求将会在全局的存储资源上形成访存竞争，进而引发在内存控制器(Memory Controller，MC)，带宽(Bandwidth)，动态随机存取存储器内容库(DRAM Bank)等资源上的冲突，影响资源的利用率。

以主存上的访问为例，通常以单个晶体管作为存储单元，并以N乘M个存储单元组成存储矩阵，再以若干个存储矩阵构成内容库(Bank)，每个Bank都有一个行缓冲(Row-Buffer)，对数据的访问需要先将目标行中的数据移动到行缓冲中才能读取。现代的DRAM系统通常使用多个Bank，以并行的形式独立处理各自的访存请求。但如果有两个来自不同进程或线程的访存请求访问同一个DRAM Bank的不同行，则会产生DRAM Bank上的冲突(或称行缓冲冲突)加大访存延迟。高速缓存(Cache)用以缓解计算单元和主存储器之间的差距，由于它比主存储器更靠近计算单元，所以更容易影响计算性能。目前的处理器基本都采用了多核间最后一级高速缓存共享(Last Level Cache，LLC)的结构，但是，并发的多道程序、线程间对LLC也存在激烈的竞争，如果没有采用恰当的管理策略，很容易引发严重的性能下降。

现有技术采用页着色(Page-Coloring)对LLC或DRAM Bank进行划分：对LLC的页着色划分，通过对物理地址中高速缓存集(Cache Set)索引位进行页着色的方式将Cache资源划分为若干独立的部分，并分别赋予不同的线程，因此，线程间因对Cache的共享而引发的竞争就消失了。与LLC划分类似，DRAM Bank索引位也能反映在物理地址中，依据这些地址位进行着色同样能将DRAM Bank划分为互不影响的若干组，程序间在DRAM Bank上的竞争就消失了。对于某些工作集，能够实现较好的性能提升效果。

但是，传统页着色技术对某一个层次的资源进行划分时，对其它层次的资源利用造成了负影响，比如，与LLC划分相关的工作对DRAM Bank资源性能的提升产生了制约；反之，对DRAM Bank的划分工作也影响着LLC资源的性能；另一方面，由于现代计算机系统运行的工作集多种多样，现有对某一个层次资源的页着色划分机制难以针对不同的工作集特性进行相应的配合，无法实现最佳的划分效果，对计算机整机性能的提升产生了限制。

发明内容

本发明的实施例提供一种存储器资源优化方法和装置，提供了一种LLC与DRAMBank之间的协同划分策略，与工作集特性相结合，能够解决进程、线程在存储资源上的相互影响的问题，从而提高计算机的整机性能。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

第一方面，提供一种存储器资源优化方法，所述方法包括：

获取工作集中各程序的性能数据，通过将所述各程序的性能数据和统计得到的所述各程序的访存频度与预设阈值进行比较，对所述各程序进行分类，所述各程序的性能数据为所述各程序预设性能指标随分配的最后一级高速缓存LLC资源容量变化而产生的变化量；