[发明专利]一种多核处理器系统中混合内存进行数据的迁移方法

说明书

本发明提供一种多核处理器系统中混合内存进行数据迁移方法，每个处理器核都有独立的工作电压和工作频率，当任一处理器核P_x的工作电压为和/或工作频率为时，将所述数据从动态随机存取存储器迁移至新型存储器中。本发明针对采用DVFS技术的多核处理器系统中混合内存上的数据迁移方法，通过不同处理器核的动态电压和频率调整，从而决定数据在混合内存中的DRAM区和NCM区之间进行迁移，不仅能够有效的降低内存的功耗，而且不影响系统的整体性能。

技术领域

本发明涉及混合内存领域，尤其涉及一种多核处理器系统中混合内存进行数据的迁移方法。

背景技术

随着特征尺寸越来越小，动态随机存储器(DRAM)芯片对功耗的要求越来越高，由于DRAM存储电容漏电因此每隔一段时间就必须刷新一次，随着DRAM容量越来越大，刷新功耗也越来越大。特别是针对拥有大容量内存的服务器来说，内存功耗在系统功耗中所占的比例也越来越高。如何降低内存功耗目前也是业界亟需解决的问题。一种解决办法是通过有效存储空间部分阵列自刷新(PASR)的办法，将自刷新操作限制在内存的某一需要保存的区域，从而避免了无数据存储的区域不必要的刷新操作。如图1所示，DRAM内存内有四个区块(bank)，分别为区块0、区块1、区块2和区块3，每个区块都能够独立控制刷新，当某个时刻仅有区块0中存储数据时，那么对区块1至3来说，就无需刷新，避免了无数据存储区域不必要的刷新。虽然能够降低功耗，但是由于内存是易失性存储器，掉电后需重新从外部存储设备中读取数据，系统唤醒时间太长。随着新型存储器技术的不断成熟，一种混合内存结构被提出以解决系统唤醒时间长和内存功耗高等问题。如附图2所示，混合内存由动态随机存取存储器(DRAM)和新型存储器(NCM)组成。在高负载时，系统将数据存储在DRAM中；在低负载时，将数据迁移至NCM中，这是因为低负载时混合内存的IO吞吐量下降，NCM能够满足系统的数据请求速率且不影响其性能。此时DRAM就无需刷新，而新型存储器是非易失性的，因而可以大大降低混合内存的功耗。

在多核处理器系统中，若同样采用上述迁移机制，会遇到以下问题。首先，若多个处理器核均不是处在高负载情况下，但某一个处理器核访问内存后，另一个处理器核紧接着又访问内存，过一段时间后另一个核又继续访问，对内存来说其一直处于繁忙状态，但是对每个处理器核来说都只是在某一段时间内访问内存，采用传统的数据迁移机制数据就不能由DRAM迁移至NCM中，因而浪费了功耗。其次，当某个处理器核在某段时间内仅与片上的高速缓存进行大量数据交互而短暂的没有对混合内存进行存取时，内存系统可能会错误的认为该处理器核处于空闲状态，而将DRAM中的数据迁移至NCM中，若某个时刻该处理器所需数据不在片上缓存，那么该处理器核又重新频繁的访问DRAM，此时数据必须重新从NCM中迁移至DRAM中才能保证数据存取速率的要求。这种情况不仅不会节省功耗，相反会额外产生大量数据迁移的功耗，并且数据迁移会延迟数据访问，又会造成系统性能的下降。

发明内容

鉴于上述问题，本申请记载了一种多核处理器系统中混合内存进行数据迁移的方法，每个处理器核都有独立的工作电压和工作频率，当任一处理器核P_x的工作电压为和/或工作频率为时，将所述数据从动态随机存取存储器迁移至新型存储器中；

其中，所述多核处理器系统共有n个处理器核，n>0，P_x表示第x个处理器核，0＜x≤n，V_work代表所述处理器核P_x的工作电压，V_max代表所述多核处理器系统的最高工作电压，p为大于1的实数；F_work代表所述处理器核P_x的工作频率，F_max代表所述多核处理器系统的最高工作频率，q为大于1的实数。

较佳的，当所述处理器核P_x所需处理的数据位于所述新型存储器中，且所述处理器核P_x的工作电压V_work的范围为和/或工作频率F_work的范围为将所述数据迁移至所述动态随机存取存储器中。