DUDETM: Building Durable Transactions with Decoupling for Persistent Memory

motivation：

在HTM中不能使用clflush等持久化函数。无法保证PM上数据的一致性。在STM中即使可以实现下刷也会面临：1.undo logging双写问题，并且多个cflush和mfence会造成不小开销。2.redo logging数据重定向问题。

highlights：

1.将事务的ACID特性解耦合，其中ACI为一部分，D为一部分。其中ACI特性可以通过HTM（或STM）进行保证。D通过logging进行保证。

2.同时利用redo logging和undo logging的优点（redo优点: 下刷以及内存屏障指令开销由整个事务分摊。undo优点：就地更新）。将PM映射到DRAM上形成shadow，事务的执行仅在shadow上且DRAM上的值不会下刷，所以可以进行就地更新，省去了redo log的数据重定向开销。

3.异步持久化。由于1中的解耦合，DRAM上的事务执行完毕后，不需要等待日志持久化的完成。因此不需要等待下刷的时间，从而增加了并发度。

design：

将整个流程分解成三个阶段：

1.perform阶段。即DRAM事务执行部分。可以直接就地更新，并用STM或HTM保证事务的ACI特性。在perform阶段形成redo log。

2.persist阶段。将perform阶段形成的redo log进行持久性下刷。该部分不需要事务（HTM/STM）参与。当该阶段完成时，即认为整个事务已经完成，因为已经可以保证PM中数据的一致性。

3.reproduce阶段。将redo log的更改反应到PM上的数据上。

drawbacks：

1.对HTM有修改。 2.由于需要shadow memory，所以性能受到DRAM大小限制。现在PM的大小远远超过DRAM，如果需要部署DudeTM，则需要page swap机制。下图为PM设置为1GB，DRAM大小为横坐标，纵坐标为DudeTM吞吐量测试结果。可以看到PM:DRAM=1:1时到PM:DRAM=16:1时，吞吐量下降两倍多。