北卡羅來納州立大學的計算機工程研究人員開發了新的軟件和硬件設計，這些設計應該限制編程錯誤并提高使用非易失性存儲器(NVM)技術的設備的系統性能。

“目前，計算機依靠動態隨機存取存儲器(DRAM)進行操作，” 北卡羅來納州電氣和計算機工程副教授詹姆斯塔克說，他是兩篇關于這項工作的論文的共同作者。“但是DRAM具有很大的局限性，因此難以擴展以應對下一代系統。

“因此，下一代計算機系統可能會依賴新興的NVM技術進行操作和數據存儲。我們的工作重點是解決從DRAM計算范式轉向NVM所固有的一些編程和性能挑戰，” Yan Solihin，北卡羅來納州電氣和計算機工程教授，論文的共同作者。

NVM系統面臨的一個挑戰是在更改內存之前確定如何記錄或保存一大塊內存。這些日志允許用戶在系統出現故障時重置內存，從而破壞正在修改的內存。

目前，登錄NVM系統需要程序員將額外的代碼合并到他們的程序中 - 降低性能 - 并增加寫入內存的操作數量。如果經常寫入內存可靠性會受到影響。

為了解決這個問題，研究人員開發了一個名為Proteus的系統，它包括一個軟件模型和互補硬件。

由于NVM計算機目前主要是理論上的，因此研究人員將Proteus的性能與詳細模擬器中的其他技術進行了比較。

其他技術寫入內存比Proteus多兩到六倍，這意味著Proteus在保持內存的長期可靠性方面要好得多。

“與現有技術相比，Proteus能夠在寫入內存方面幾乎免費記錄內存，”Solihin說。

Proteus在運行速度方面也表現優于其他技術，盡管其優勢更為適中 - 比現有最佳技術提高了9%至11%。

NVM系統的第二個挑戰與系統如何為數據提供地址以便檢索它有關。出于安全性和其他原因，某些程序要求更改這些地址 - 但這會使編程復雜化并降低NVM系統的性能。

為了解決這個問題，研究人員開發了一種硬件驅動的技術，可以有效地為數據創建永久地址，但允許程序根據需要為這些地址提供假名。

“編程仍然需要考慮硬件，但它允許程序員使用他們習慣的虛擬內存方法，”Tuck說。“在模擬中，我們的方法比以前的技術運行速度至少快1.5倍。”