软件学报

作者：许瑞，谷守珍，沙行勉，诸葛晴凤，石亮，高思远

单位：许瑞，华东师范大学 计算机科学与技术学院, 上海 20006211,谷守珍，上海市高可信计算重点实验室(华东师范大学), 上海 20006202,沙行勉，华东师范大学 计算机科学与技术学院, 上海 20006203,诸葛晴凤，华东师范大学 计算机科学与技术学院, 上海 20006204,石亮，华东师范大学 计算机科学与技术学院, 上海 20006205,高思远，华东师范大学 计算机科学与技术学院, 上海 20006206

关键词：磁畴壁存储器;数据密集型应用;指令调度;数据放置;移动操作

基金：国家自然科学基金（61702187，61602180，61972154，61772092）；上海市扬帆计划（17YF1404400）

当前，大数据及人工智能技术向嵌入式系统发展，对嵌入式系统的存储访问能力提出了更高的要求.磁畴壁存储器凭借其高读写速度、高密度以及低功耗等优点，可以用于嵌入式系统，以满足数据密集型应用对访问速度、容量及能耗的需求.但是磁畴壁存储器在进行数据访问之前需要进行移动操作，这将极大影响其存储访问性能.而减少移动操作可以有效提升磁畴壁存储器的性能.面向运行数据密集型应用的多读/写头磁畴壁存储器系统，研究减少移动操作的最优指令调度与数据放置技术.首先提出了可获得最小移动次数的整数线性规划（integer linear programming，简称ILP）模型.由于ILP模型不能在多项式时间内求得最优解，所以提出了多项式时间的启发式算法——生成指令调度和数据放置（generation instruction scheduling and data placement，简称GISDP）算法.实验结果表明，ILP模型和GISDP算法可以有效减少移动操作的次数.在配备8个读/写头的磁畴壁存储器上，GISDP算法生成的指令调度与数据放置方案相较其他算法可以平均减少89.7%的移动操作，并且GISDP算法的结果接近ILP模型的最优解.

来源：2020年第9期

《软件学报》期刊编辑部

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