[发明专利]一种保证持久性内存中数据崩溃一致性的方法及系统

说明书

本发明公开了一种保证持久性内存中数据崩溃一致性的方法及系统，属于计算机存储领域，包括：将系统运行过程划分为多个连续的包含执行阶段和检查点阶段的运行周期；在当前运行周期R_i内，对于每一个处理器核心C_j，在执行阶段根据其在运行周期R_i内的执行策略执行工作负载，将被更新过的数据标记为工作副本；在检查点阶段，将处理器核心C_j的执行状态和易失性高速缓存中的工作副本分别写入持久性内存和非易失性高速缓存中后，将工作副本均标记为检查点数据，并根据被执行工作负载的特点确定处理器核心C_j在下一运行周期的执行策略，从而创建新的检查点并结束系统在当前运行周期的运行。本发明能够降低持久性内存中保证数据崩溃一致性的开销。

技术领域

本发明属于计算机存储领域，更具体地，涉及一种保证持久性内存中数据崩溃一致性的方法及系统。

背景技术

随着计算机系统的不断发展，传统的动态随机访问存储器(Dynamic RandomAccess Memory，DRAM)由于刷新功耗、工艺尺寸等限制，已经无法满足现在系统对于内存的需求。新型非易失存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如相变存储器(Phase ChangeMemory，PCM)、自旋转移矩随机存储器(Spin Transfer Torque Random Access Memory，STT-RAM)、阻变式存储器(Resistive Random Access Memory，RRAM)等，由于其低功耗、非易失、可字节寻址等特性，而被视为DRAM的替代品之一。目前将NVM整合到计算机系统中的方法有许多种，其中一种是用NVM完全替代DRAM，并将其放在内存总线上作为持久性内存(Persistent Memory)使用。

持久性内存能够在内存层次提供数据持久性，但是掉电或崩溃等系统故障会中断当前正在执行的写操作，从而导致持久性内存中的数据处于不完整的更新状态，进而造成数据的损坏或丢失。因此，需要保证持久性内存中数据的崩溃一致性，并且在系统故障后需要通过一定的方法对持久性内存中的数据进行恢复。

现有的保证持久性内存中数据的崩溃一致性的方法可以被分为两类：基于软件的方法和软件透明的方法。基于软件的方法需要依赖程序员对应用进行修改(例如划分事务)，而软件透明的方法则通过基于硬件的方式保证崩溃一致性，减轻了程序员的负担。

现有的软件透明的方法可通过周期性检查点的方式来保证持久性内存中数据的崩溃一致性，然而这些现有的方法都是针对于DRAM和持久性内存的混合内存系统设计的，将这些方法直接应用于纯持久性内存的内存系统中时，所有数据都会通过映射表映射到不同的持久性内存区域中，并且在创建检查点的时候所有数据都会被写入持久性内存。因此，现有的保证持久性内存中数据崩溃一致性的方法用在纯持久性内存的内存系统中时会造成大量的数据管理开销和检查点开销，降低了计算机系统的整体性能。

发明内容

针对现有技术的缺陷和改进需求，本发明提供了一种保证持久性内存中数据崩溃一致性的方法及系统，其目的在于，降低持久性内存中保证数据崩溃一致性的开销。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种保证持久性内存中数据崩溃一致性的方法，包括：

(S1)将系统运行过程划分为多个连续的运行周期，并将每一个运行周期划分为执行阶段和检查点阶段；

(S2)在当前运行周期R_i内，对于每一个处理器核心C_j，在运行周期R_i的执行阶段E_i，根据处理器核心C_j在运行周期R_i内的执行策略S_ij执行工作负载直至执行阶段E_i结束，将在执行阶段E_i内被更新过的数据标记为工作副本；