[发明专利]一种基于效益感知的SLC/MLC混合内存的页面转换方法

说明书

本发明属于计算机存储技术领域，具体涉及一种基于效益感知的SLC/MLC混合内存的页面转换方法，包括周期性地记录SLC/MLC混合内存系统的缺页次数，以获得系统的缺页比率，结合SLC/MLC读写时延和SLC页面平均读写次数，构建页面转换效益模型；基于页面转换效益模型，计算出当前周期各类页面转换方式的效益，选择效益为正的页面转换方式，页面转换方式包括SLC页面转换为MLC页面以及MLC页面转换为SLC页面；根据页面转换方式结合周期历史缺页数据序列和缺页比率，计算出SLC/MLC页面转换数目，并选择相应的页面完成转换；本发明既能获得SLC存储单元的高效读写性能，又能获得MLC存储单元的高存储密度特性，使得混合系统在内存密度和读写性能之间保持平衡。

技术领域

本发明属于计算机存储技术领域，具体涉及一种基于效益感知的SLC/MLC混合内存的页面转换方法。

背景技术

作为物联网应用服务的重要智能设备，移动智能终端的标准设定和产品种类随着智能终端技术的不断成熟有了飞速发展，移动智能化终端设备的应用越来越多的关注，但同时给移动智能终端带来的性能需求和存储密度之间的矛盾，给传统动态随机存储器(DRAM)带来了挑战，因其在能耗、扩展性、可靠性方面的缺陷，而成为制约智能终端设备的关键因素之一。

因此，出现了非易失性存储器(NVM)，这是一种新型的随机存取快速存储器，近年来发展迅速，它的存储密度高，与DRAM同样大小的NVM能有几十到几百GB的存储容量。并且由于NVM的非易失性，不需要持续的刷新操作，使得NVM的待机静态能耗几乎可以忽略不计，加上其具有内存级读写时延、持久化存储、扩展性强等优势，同时出现了存储模式动态可变的非易失存储器，使得现有的内存系统在内存密度方面能够动态可变，这些优势的出现有望替代传统存储器。

新型非易失存储器的出现的到了学术界和工业界的广泛关注，并为计算机存储技术提供了新的解决方案。由于新型存储器存在上述的特点，所以现有的传统的存储系统管理方法已经不适用了，需要针对新型NVM的特点进行对应的优化管理方法，更好的去利用存储模式动态可变的非易失性存储器带来的特点，提高物联网嵌入式设备的性能。

发明内容

为了让混合内存系统既能获得单阶存储单元(Single Level Cell，SLC)的高效读写性能，又能获得多阶存储单元(Multi-Level Cell，MLC)的高存储密度特性，使得混合系统在内存密度和读写性能之间保持平衡，本发明提出一种基于效益感知的SLC/MLC混合内存的页面转换方法，具体包括以下步骤：

S1：周期性地记录SLC/MLC混合内存系统的缺页次数，以获得系统的缺页比率，结合SLC/MLC读写时延和SLC页面平均读写次数，构建页面转换效益模型；

S2：基于页面转换效益模型，计算出当前周期各类页面转换方式的效益，选择效益为正的页面转换方式，页面转换方式包括SLC页面转换为MLC页面以及MLC页面转换为SLC页面；

S3：根据页面转换方式结合周期历史缺页数据序列和缺页比率，计算出SLC/MLC页面转换数目，并选择相应的页面完成转换。

进一步的，构建页面转换效益模型具体包括以下步骤：

S11：周期性的统计混合SLC/MLC内存系统的缺页次数PF_n、SLC页面写次数CW_SLC和SLC页面读次数CR_SLC；

S12：根据当前周期的缺页次数和当前周期的SLC/MLC混合内存系统的页面总数PT_n，计算出当前周期的缺页比率R_n；

S13：根据当前周期的SLC页面写次数CW_SLC、SLC页面读次数CR_SLC和当前周期的SLC活跃页面总数PT_SLC，计算出每个SLC页面的平均读写次数ACW_SLC、ACR_SLC；