[发明专利]基于随机映射的相变内存磨损均衡方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种基于随机映射的相变内存磨损均衡方法及系统。

背景技术

由于相变内存存在写次数有限的缺点，因此，提升相变内存的寿命就成为其能否实际应用的关键技术。磨损均衡技术是提升相变内存寿命的主要方法之一。

现有的磨损均衡技术主要问题是，或者是跟踪每个内存单元的写次数，造成大量的存储空间和性能开销，或者是内存调整方式存在信息泄露，无法抵御恶意磨损程序的攻击。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于随机映射的相变内存磨损均衡方法及系统，可改进相变内存磨损均衡效果，达到提升相变内存寿命的目的，同时对性能的影响降到最低。

本发明提供以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种基于随机映射的相变内存磨损均衡方法，包括：

生成一个内存地址随机映射表作为当前内存地址随机映射表；所述当前内存随机映射表中有s/M个表项；s为相变内存的大小，M为一个相变内存行的大小；

所述当前内存地址随机映射表用于将逻辑内存地址转变为物理内存地址，所述当前内存地址随机映射表的索引值表示逻辑内存的行号，所述当前内存地址随机映射表的表项包括物理内存的行号和调整标志位两个表项；

当发生内存写操作时，判断预先设置的写次数计数器是否达到预设的写次数阈值，若所述写次数计数器未达到预设的写次数阈值，则判断所述当前内存地址随机映射表中相应表项的调整标志位是否已被设置；若被设置，则使用当前内存地址随机映射表的逻辑内存地址和物理内存地址的映射关系进行地址转换，并将写次数计数器加1；否则，进行内存调整过程，并修改当前内存地址随机映射表中相应表项的物理地址值和调整标记位，且将写次数计数器加1。

进一步地，所述基于随机映射的相变内存磨损均衡方法还包括：

当发生内存写操作时，判断所述写次数计数器是否达到预设的写次数阈值，若所述写次数计数器达到预设的写次数阈值，则进行更新操作：

将当前内存地址随机映射表拷贝到预先设置的随机映射表中，形成上次内存地址随机映射表；

生成所述上次内存地址随机映射表的反向内存地址随机映射表；

生成新的内存地址随机映射表作为当前内存地址随机映射表；

将所述写次数计数器清零；

其中，所述上次内存地址随机映射表的反向地址映射表为上次内存地址随机映射表的索引值和物理内存行号表项互换后形成的映射表。

进一步地，所述进行内存调整过程包括：

根据逻辑地址查询当前内存地址随机映射表和上次内存地址随机映射表，得到映射的当前物理地址和上次物理地址；交换当前物理地址和上次物理地址中的内容，并修改当前内存地址随机映射表中两个相应表项的物理地址值，设置它们的调整标志位；

在上次内存地址随机映射表的反向地址映射表中查询上次物理地址对应的逻辑地址，如果该逻辑地址与交换后上次物理地址对应的逻辑地址一致，则完成本次调整过程；否则，以调整后逻辑地址与物理地址不一致的内存行为开端，循环对物理内存进行调整，并修改当前内存地址随即映射表的调整标志位，直到物理地址中的数据与逻辑地址对应的数据一致为止。

进一步地，所述基于随机映射的相变内存磨损均衡方法还包括：

当发生内存读操作时，判断所述当前内存地址随机映射表中相应表项的调整标志位是否被设置；若被设置，则使用当前内存地址随机映射表相应表项的逻辑内存地址和物理内存地址的映射关系进行地址转换；否则，使用上次内存地址随机映射表相应表项的逻辑内存地址和物理内存地址的映射关系进行地址转换。

进一步地，所述基于随机映射的相变内存磨损均衡方法还包括：

将n个相变内存行划分为一个区域，整个相变内存划分为s/(n*M)个区域，若将所述区域作为内存地址随机映射的基本单元，则所述当前内存随机映射表中有s/(n*M)个表项。

其中，所述写次数阈值的大小为所述划分的区域个数的20倍以上。

第二方面，本发明提供了一种基于随机映射的相变内存架构系统，包括内存地址随机映射控制器和内存映射表存储器；