[发明专利]一种使用相变存储器的计算机主板快速挂起和恢复装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机，尤其是指一种使用相变存储器的快速挂起/恢复装置。

背景技术

个人计算机(PC)已经在世界范围内被广泛地应用于商业和家庭。目前流行的PC使用基于X86架构的微处理器并运行如Microsoft Windows或Linux的操作系统。由于X86结构已经比较老，因此对于现代计算机来说，启动程序还远远不够理想。

如何在PC挂起操作后快速地恢复操作开始成为一个特殊的问题。在理想状态来下，挂起/恢复应该比重启PC(通常需要数分钟)要快得多。但不幸的是，硬件工艺和PC软件都不支持快速的挂起/恢复。

图1A表示了一个在先技术的PC。CPU22为一个如X86微处理器的中央处理器。SRAM高速缓存24可为与CPU22集成到同一芯片的指令和数据高速缓存，也可为外部扩展的静态随机存取存储器(SRAM)高速缓存。CPU22从动态随机存取存储器(DRAM)模块30中取出数据和指令，并将数据和指令存储于SRAM高速缓存24中。这些指令可能会通过将视频数据写入一个视频存储器32的帧缓冲区来改变显示器26的图像显示。视频存储器32可为独立的DRAM或图形卡上的视频RAM，也可为DRAM模块30的一部分。

CPU22可直接寻址在局部总线40上的如视频RAM32和DRAM模块30等存储器。其它较慢的存储器和外设通过I/O协处理器28和局部总线40分离开来。I/O协处理器28通过局部总线40接收来自CPU22的命令，并传输这些请求到外设总线42、43来访问外部设备。例如，FLASH存储器36就可以是插入通用串行总线(USB)的一个闪存驱动器，硬盘驱动器34则是通过IDE或SATA总线来访问的。

启动ROM38是一个FLASH只读存储器，它包含了通电后或重新启动以后CPU需要执行的第一个指令。I/O协处理器28通电后会被复位来连接CPU22到启动ROM38，或I/O协处理器28或其它位置的硬件状态机可将启动ROM38中的指令复制到DRAM存储器模块30中给CPU22执行。启动ROM38也可以直接置于局部总线40上，但从启动ROM38中装载可能会降低局部总线40的速度。

在启动过程中，操作系统的OS影像44’从硬盘32复制到DRAM模块30来形成CPU22可以直接存取的OS影像44。由于硬盘驱动器32是数据存储于扇区中的大容量储存设备，所以OS影像44’仅能块寻址，而不能随机寻址。因此OS影像44’必须被复制到DRAM模块30中并被重构以便于CPU22可以直接寻址OS影像44。

在图1B中，PC位于挂起后恢复过程中。当PC挂起后，某些关键状态信息被快速地从DRAM模块30中复制到硬件驱动器34中。例如，OS影像44从DRAM模块30中复制到硬盘驱动器34成为OS影像44’。当PC在挂起时电力断开，易失性存储器就会丢失它们的数据。DRAM模块30上的所有数据包括OS影像44就会丢失，SRAM高速缓存24和视频存储器32也都会丢失，如图1B中的X××标记所示。显示器26不再对用户显示视频存储器32中的帧缓冲影像。

PC在挂起后恢复操作时电力被恢复，DRAM存储器模块30、视频存储器32和SRAM高速缓存24都是空的，或者包含着垃圾数据。恢复程序中的启动指令从启动ROM38通过I/O协处理器28复制到CPU22。这些启动指令包含了一个CPU22执行的启动载入程序来复制更多的数据到DRAM存储器模块30。例如，OS影像44’从硬盘驱动器34中读取出来并被复制到DRAM存储器模块30中来重建OS影像44。OS影像44可以被CPU22执行，允许用户再在PC上运行应用程序。

处理器从启动ROM38中读取启动指令、从硬盘驱动器34中复制OS影像44到DRAM模块30中相对较慢，这样会导致挂起/恢复在体验上并没有即时开启的好。OS影像44的大小可以是非常大，尤其适于带有大量新特性和膨胀的代码的较新的操作系统。