利用多维分级Cache替换策略减少对PCM内存写回量

摘要

寻找新型存储材料代替DRAM内存是当前的一个研究热点.相变存储PCM因其具有低功耗、高存储密度和非易失性的优点受到广泛的关注,然而PCM的可擦写次数有限,要用作内存必须考虑如何减少对其的写操作.针对该问题,一种有效的解决方法是优化Cache替换策略,减少Cache中脏块被替换出的数量.现有研究主要通过在插入和访问命中时给脏块设定较高的保护优先级来达到给脏块额外保护的目的,但是在降级过程中不再对脏块与干净块进行区分,这导致Cache可能在存在大量干净块的情况下仍然先替换脏块.提出一种新型的Cache替换策略MAC,它通过一个多维分级结构在脏块与干净块之间设置了不可逾越的界限,使得脏块能得到更有力的保护.模拟实验表明,相对LRU替换策略,MAC以较低的硬件开销代价平均减少约25.120/的内存写,同时对程序运行性能几乎没有影响.