Spitfire：易失和非易失性內(nèi)存的三層buffer管理

Spitfire： A Three－Tier Buffer Manager for Volatile and Non－Volatile Memory

機制

1、cache line page

將page分割成cache line大小，一個cache line為64字節(jié)。由于PM可以字節(jié)尋址，所以可以以cache line的粒度進行讀寫page。頁頭結(jié)構(gòu)中有標(biāo)記哪個cache line為臟的位圖表，1表示臟。并且有resident字段位圖標(biāo)記哪個cache line加載到了內(nèi)存，若無加載，這部分在內(nèi)存中不占空間，節(jié)省內(nèi)存。

2、HYMEM

《managing nvm in database system》分三層架構(gòu)DRAM－NVM－SSD。

1）SSD上數(shù)據(jù)頁大小16kb，當(dāng)事務(wù)請求時加載到DRAM

2）使用時鐘算法替換DRAM中的數(shù)據(jù)頁，PM中使用同樣算法

3）判斷什么條件下降DRAM中數(shù)據(jù)頁持久化到PM？

4）采用一個準(zhǔn)入PM的隊列來協(xié)助是否將數(shù)據(jù)頁持久化到PM。

5）默認的讀路徑：SSD－＞NVM－＞DRAM－＞CPU

6）默認的寫路徑：CPU－＞DRAM－＞NVM－＞SSD

7）讀時首先看是否在DRAM，不在時看是否在NVM，都不在則需要將SSD上全頁直接加載到DRAM

8）DRAM替換數(shù)據(jù)頁時，首先看他在沒在準(zhǔn)入隊列，若在則將其從隊列刪除，并持久化到PM；否則將其標(biāo)記到準(zhǔn)入隊列，將該頁直接持久化到SSD

9）優(yōu)點：減少了PM寫，以及不同層級之間數(shù)據(jù)的移動

  缺點：非并發(fā)操作，沒有在真實的PM環(huán)境上測試。

3、spitfire

使用概率的方法控制不同層級之間數(shù)據(jù)的遷移，實現(xiàn)冷熱數(shù)據(jù)分離。確保DRAM中是熱數(shù)據(jù)，NVM中是溫數(shù)據(jù)，SSD中是冷數(shù)據(jù)。

1）Dr：讀時，將NVM移動到DRAM中的概率。比如0．01表示每讀取100次，才將NVM中數(shù)據(jù)頁遷移到DRAM

2）Dw：寫時需要輔助DRAM的概率

3）Nr：讀操作時，將SSD遷移到NVM的概率

4）Nw：寫的過程中，buffer管理器將DRAM遷移到NVM的概率

5）數(shù)據(jù)遷移這些概率依賴于工作負載，自適應(yīng)調(diào)整。

6）通過對每層加一個latch，遷移時用到哪層，就對哪層加鎖，實現(xiàn)并發(fā)