CLOCK-S：优化PCM-DRAM混合内存的页面调度算法

"基于空间局部性的PCM和DRAM混合内存页面调度算法CLOCK-S，由刘巍在清华大学计算机科学与技术系提出，旨在优化相变内存（PCM）与动态随机存取内存（DRAM）混合架构的性能。该算法考虑内存页的读写特性以及相邻页的空间局部性，将页面分配到合适的存储器，以降低对PCM的写操作频率，延长其使用寿命。CLOCK-S算法通过利用两种内存介质的优势，降低了PCM的写操作，相比于传统的CLOCK页面调度算法，平均减少了10%的PCM写操作。" 本文深入探讨了现代计算机内存系统中的一个重要问题，即如何有效地管理和调度内存页面，以提高系统的整体性能和持久性。PCM（相变内存）作为新兴的非易失性内存技术，具有高速读写和高密度存储的优点，但写入寿命相对较短。DRAM（动态随机存取内存）则以其高速访问和低功耗著称，但数据易丢失，需要定期刷新。 作者提出的新算法CLOCK-S，是针对PCM和DRAM混合内存架构的一种优化策略。传统的CLOCK页面调度算法主要用于DRAM，主要考虑页面的访问时间来决定页面的替换。然而，CLOCK-S算法引入了空间局部性概念，即相邻的数据经常一起被访问，这使得算法能够预测和利用这种局部性，减少不必要的PCM写操作，因为每次写入PCM都会缩短其寿命。 实验结果表明，CLOCK-S算法在实际应用中能够显著减少对PCM的写操作次数，平均减少了10%，这不仅提高了PCM的使用寿命，还可能改善整个系统的稳定性和可靠性。此外，通过智能地将页面分配到适合的内存类型，CLOCK-S也展示了在性能和能耗方面优于传统方法的潜力。 该论文的研究对于理解内存管理、页面调度策略以及混合内存架构的优化具有重要的理论和实践意义。对于硬件设计者和系统架构师来说，了解并应用这种算法，可以更好地设计和调整内存系统，以适应未来高性能计算和大数据处理的需求。同时，该研究也为后续关于存储层次结构优化的研究提供了基础和启示。