软硬件协同的远端内存系统研究

摘要

针对当前远端内存系统中页面预取与页面替换因操作系统与应用程序之间语义鸿沟导致的局限性问题,本文提出一个软硬件协同的远端内存系统。通过在内存控制器中增加热点页面提取表,将实时访存的热点页面信息通过内存中的缓冲区传送给操作系统。同时,通过对访存信息的学习,构建了高精度的异步预取框架与替换框架,降低应用关键数据路径的开销,提升远端内存系统的性能。本文利用内存跟踪工具构建了一个原型仿真系统。实验证明,在拥有全局实时访存信息后,预取框架可以实现超过90%的准确率与覆盖率,与谷歌提出的远端内存系统Fastswap相比,性能提升59%。相比于内核默认替换框架,替换框架使应用性能提升30%。