基于PRAM的主存储器在虚拟化环境下的关键技术研究

Memory capacity and power consumption have drawn many concerns from data center architects. Phase-change random access memory (PRAM) could be used as main memory to alleviate these problems, due to its advanced features on integration density and standby power. As known, lifetime problem is one of most important issues on PRAM-based memory. However, many new challenges on PRAM lifetime enhancement are posed by virtualization techniques: 1) Statistical laws on memory accessing behavior have been broken by virtualization techniques.2) Separated virtual memory space among virtual machines causes significant degradation of the effectiveness of memory scheduling techniques.3) Requirements on fairness and isolation among virtual machines make enhancement of PRAM much more complicated.Thus, we plan to do intensive studies on those challenges in the following aspects: 1) The features extraction technologies from merged multi-layer memory access behavior. 2) The memory scheduling technologies that are globally effective and isolation friendly. 3) Architecture-aware multiple objective optimization on lifetime, performance, and fairness among virtual machines. In this project, we plan to build a set of simulation and evaluation platform, publish 4-5 papers with SCI/EI indexed and more than 5 patents.

相变存储器（PRAM）可有效缓减数据中心的内存容量和功耗问题，研究相变主存储器在数据中心虚拟化环境下的关键问题和关键技术具有重要意义。生命周期和访存性能优化是相变主存储器设计研究的重点，而虚拟化技术对此提出了严峻的挑战：1）虚拟化技术破坏了程序在物理内存访存中的统计性规律；2）虚实空间的划分导致了已有内存调度方法的局限性；3）虚拟化技术的公平性和隔离性需求严重增加了内存优化方法的设计维度和问题复杂度。针对以上问题，本项目拟研究：1）多层次融合性访存行为的特征分离与提取方法，以提高访存行为预测的准确率；2）兼顾空间全局性与虚拟机隔离性的内存调度方法，为相变主存优化设计方法提供高效的支撑技术；3）结构相关的多维度相变内存优化方法，根据内存系统的硬件结构进行相应的生命周期、访存性能、和虚拟机公平性的协同优化方法设计。本项目拟搭建1套模拟实验平台，发表4-5篇SCI/EI检索文章，申请专利3-5项

相变存储器（PRAM）可有效缓减数据中心的内存容量和功耗问题，研究相变主存储器在数据中心虚拟化环境下的关键问题和关键技术具有重要意义。生命周期和访存性能优化是相变主存储器设计研究的重点，而虚拟化技术对此提出了严峻的挑战：1）虚拟化技术破坏了程序在物理内存访存中的统计性规律；2）虚实空间的划分导致了已有内存调度方法的局限性；3）虚拟化技术的公平性和隔离性需求严重增加了内存优化方法的设计维度和问题复杂度。针对以上问题，本项目拟研究：1）多层次融合性访存行为的特征分离与提取方法，以提高访存行为预测的准确率；2）兼顾空间全局性与虚拟机隔离性的内存调度方法，为相变主存优化设计方法提供高效的支撑技术；3）结构相关的多维度相变内存优化方法，根据内存系统的硬件结构进行相应的生命周期、访存性能、和虚拟机公平性的协同优化方法设计。本项目搭建了1套模拟实验平台，发表了5篇SCI/EI检索文章，申请了专利5项.