新型的非易失内存介质提供高存储密度、低成本以及与DRAM相近的访问性能,成为提供大容量内存的潜在DRAM替代品。然而由于NVM存在写寿命有限、写延时和功耗高等缺点,目前普遍使用DRAM-NVM异构内存架构来发挥两种介质在性能和能耗上的优点并克服缺陷。在虚拟化/云计算环境下,管理异构内存面临着诸多挑战。现有的虚拟机监控器无法感知底层的内存异构性,不能针对异构内存的读写性能不对称性优化异构内存的使用效率,存在管理复杂度高、可扩展性有限、优化开销大等问题。针对以上挑战,提出了轻量级的虚拟机异构内存管理机制(HMvisor)。设计并实现了监控层(Hypervisor)和虚拟机(Guest OS)协同的异构内存管理机制,可动态优化内存系统的性能和能耗。首先,HMvisor将客户机的虚拟NUMA节点映射到宿主机的不同NUMA节点,将底层内存的异构性暴露给虚拟机,解决了传统虚拟机不可感知异构内存的问题。其次,设计了DRAM-NVM介质可感知的气球驱动方案,以动态调整虚拟机DRAM和NVM两种介质的容量,结合应用的访存特性以实现虚拟机间(Inter-VM)的异构内存的动态调整。最后,针对虚拟机内部(Intra-VM)异构内存的利用效率问题,HMvisor设计了监控层和虚拟机协同的动态内存迁移方案。监控层负责监测虚拟机内存页面的访问频度,并将待迁移的页面信息通过共享内存通道传递给虚拟机,虚拟机则动态地实施内存迁移。相比于传统的基于监控层的页面迁移方案,HMvisor在页面迁移时不需要考虑虚拟机数据的一致性,可以不停机地迁移内存页面。HMvisor的页面迁移方案保证了虚拟机异构内存的一致性,可与介质可感知的气球驱动方案无缝衔接,构成完整的虚拟机异构内存管理机制。实验结果表明,相较于传统的页面监测算法,HMvisor的页面监测算法可更高效地迁移频繁访问的页面,性能平均提升30%。HMvisor可以减少NVM内存50%的写数据流量,同时保证页面迁移导致的性能损失小于5%。此外虚拟机之间的异构内存动态调整的原型实验表明,DRAM-NVM资源交换策略可提升30倍的执行性能。