41、高效内存与能源管理：多处理器系统的创新策略

高效内存与能源管理：多处理器系统的创新策略

在当今的计算机系统中，多核心处理器的应用日益广泛，而与之相关的内存管理和能源消耗问题也变得愈发重要。本文将介绍两种关键的技术方案，分别是用于多核心处理器的软硬件协同DRAM存储体分区技术，以及多核系统中实时周期性任务的节能调度方法。

软硬件协同DRAM存储体分区技术

在多核心处理器系统中，DRAM（动态随机存取存储器）的行缓冲冲突是一个影响性能的重要因素。为了解决这个问题，研究人员提出了一种软硬件协同的DRAM存储体分区机制。

• 分区方案效果 ：通过模拟实验，在四核心的情况下，对10种不同的混合工作负载进行测试，观察到最高可达9.7%的加速比，所有基准测试的平均加速比为2.4%。这表明该分区方案对于不同的行缓冲大小（相对于系统中的固定页面大小）都能取得较好的效果。
• 相关研究对比 ：以往关于DRAM访问优化的工作大多集中在单核心问题上，例如Rixner等人提出的FR - FCFS策略，Zhang等人提出的按位异或地址映射方案等。而对于多核心系统，内存控制器需要综合考虑多种因素，如行缓冲竞争、数据总线竞争、内存效率、公平性和服务质量（QoS）等。Nesbit等人使用基于网络公平队列的调度器，Mutlu和Moscibroda提出了基于停顿时间的公平调度器等。与这些研究不同的是，本文提出的方案是首次通过软硬件协同的DRAM分区来减少线程间的行缓冲冲突，为提高多程序工作负载的行缓冲局部性提供了一种新的方法。
• 具体实现机制 ：为了实现静态的DRAM存储体分区，研究人员采用了页面