陈 娟 胡庆达 陈游旻 陆游游 舒继武 杨晓辉

1(东南大学信息科学与工程学院 南京 210093) 2 (清华大学计算机科学与技术系 北京 100084) (chenmj09@163.com)

近年来，新型非易失性存储器(non volatile memory, NVM)吸引了学术界和工业界的广泛关注.典型的非易失存储器包括PCM[1-2],STTRAM[3-4],ReRAM[5]和3D XPoint[6]，其不仅具有接近传统内存材料随机访问存储器(dynamic random access memory，DRAM)的随机访问性能，而且在内存层次提供了数据持久性的保证.因此，基于NVM的持久性内存打破了传统易失性内存和持久性外存之间的界限，为设计更加高效的存储系统提供了新的机遇.

虽然持久性内存保证了数据的持久性，然而，CPU缓存依然是易失性的，并且会打乱数据写回到持久性内存的顺序，这导致持久性内存上的数据在系统突然崩溃时可能处于不一致的中间状态.为解决此问题和充分发挥出持久性内存良好的性能优势，研究者们提出了持久性事务内存系统.这些系统通过日志机制保证事务的原子性和一致性.其中，Mnemosyne[7]和NVML[8]分别是基于redo log和undo log日志机制的代表性事务内存系统.在更新原数据前，系统分别先将新/旧数据持久化到日志中，从而在系统崩溃时根据日志中存在的数据副本将其恢复到一致性的状态.这些事务系统不仅为应用程序访问持久性内存提供数据一致性的保证，而且可以通过用户态接口直接访问持久性内存上的数据，降低持久化操作的软件延迟.

虽然持久性内存具有集成度高、静态能耗低和数据持久性等优势，但其也存在一定的局……