持久内存编程
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持久内存编程
年
月我写了关于非易失性内存（
）的未来接口。其中描述了
（
）正在开发的
编程模型。在过去的四年里，
规范已经发布，正如预测的那样，编程模型已成为大量后续工作的重点。该编程模型，在
规范中描述为
!!"#$
，可以将
当做文件被操作系统映射到内存。本文，介绍持久
内存编程模型如何在操作系统中实现，已经做了哪些工作，以及我们还面临着哪些挑战。
持久内存背景
和
%%%&
是同一的术语，具有字节寻址、加载
'
存储内存访问特性，
但具备持久性。本文，关注将
挂在系统内存总线上，例如
()(
，创建一类称为
(%
的非易失
(%
。
为进一步阐述所说的持久内存是什么，仅讨论
(%
，允许软件像访问内存一样访
问。提供了内存语义的所有优点，例如
*+**,$
一致性、其他设备直接内存访问
(
、
缓冲线粒度访问，即可字节寻址。为提供这些语义，设备必须足够块以便指令访问
*+
时
拖延
*+
合情合理。
(-%
当做持久内存时比较慢，因为需要以块为单位进行访问，
并需要足够长的时间进行上下文切换。硬件访问的时间通常以毫秒为单位，
("%
(
以微妙为单位，
以纳秒为单位。依赖于硬件媒体类型，
(
可能速度还比不上
()
，但是速度已经堪比他的速度了。
现在市场上的一些
(
产品，运行时使用
()
作为媒介，断电时自动将内容备
份到
("%
，再次上电时将
("%
内容返回
()
。这些产品提供
()
的性能，
但是需要额外的部件和电池来存储数据，相比
()
，为每个
(
提供小容量、每
高
消耗的特性。新出现的非易失性媒介，例如
.
年，
和美光联合研发的
(/
技
术，通过比
()
更高的容量。每个
*+
达到上
的带宽，使持久内存引起多方前沿关注：
持久性、容量、消耗。
持久内存编程模型
如何是应用访问持久内存？和易失性内存不同，应用需要特定方法和指定的持久内容
连接；持久内存不像易失性内存一样是匿名的，他需要像文件一样命名一个区域，这样应
用才能找到他。应用需要具有访问持久内存的控制权限。推荐
编程模型是因为
操作系统可以使用标准的文件语义提供持久内存的命名、权限和内存映射。
当前，多种操作系统包括
#0
和
1%
都支持了这种模型。
DAX
"
中显示的持久内存适配的文件系统，允许直接访问持久内存，而不经过系统的
。这样的特性称为
(/
。持久内存编程模型和
(/
特性表明持久内存文件可以使
用
23
或
45"23
类似的标志函数映射到内存。这种类型时图
最右边形式。应
用直接通过
1'%
指令访问持久内存。允许直接访问持久媒介而不用进行用户态和内
核态的切换。
存储持久化
#0
系统可以使用
%&23
或
5%&23
确保数据持久化，
1%
可以通过
"%45"23
和
"%"67%23
确保数据持久化。这些调用会创建一个内存栅，这个点之前的数据都已
经全部持久化到持久内存。历史上，这个存储栅需要操作系统找到
中的脏页，
然后将他们刷写到磁盘。由于持久内存不使用
，操作系统仅需要将
*+
中
的变动刷写到持久内存。如图
所示：
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