[发明专利]用于存储器的多电力模式系统和方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及数字存储器子系统，且更特定来说，涉及提供对存储器子系统内 的存储器通道的电力管理的方法和系统。

背景技术

处理器性能的提高和多核多线程处理器的发展使得对更大存储器带宽和容量的需 求的急速增加。为了满足对数据带宽和容量的增大的需求，存储器子系统必须增加其操 作频率和密度。许多常规系统提供具有经由反馈冷却系统的系统级温度控制和/或系统级 电压/电流控制的电力管理。冷却系统经设计以在整体上减少存储器子系统的过热。设计 冷却系统以对这些高密度存储器系统提供足够的冷却能力可较困难，因为冷却系统必须 跟得上存储器芯片的增加的密度。

在移动装置中的大电力消耗也仍为具挑战性的问题。高端移动装置的高带宽需要 (例如移动电话和PDA)使所述问题更加突出。存储器通道依据其电力模式或状态而消 耗不同的电力量，但电力模式还影响存储器带宽。“掉电(power down)”状态因关掉 存储器通道而使用最小电力，但在掉电状态期间，不能存取存储器通道。进入和退出掉 电状态也可具有相当大的性能开销(performance overhead)。在“操作”状态中，存储 器通道消耗更多电力，但准备好对存储器请求作出响应。

在存储器通道的操作状态中，可存在一个以上层级或电力模式。一般来说，具有较 大处理量或带宽的层级有较大电力要求。许多当前存储器系统使用线接合或芯片外双倍 数据速率(DDR)存储器。DDR存储器与处理器之间的互连的数目受到限制，且因此 将难以用单独的输入/输出和V_dd支持多个通道。其它系统使用使存储器通道掉电的技 术。使通道掉电后，将不能存取所述通道，且在进入和退出掉电状态的过程中存在性能 开销。

因此，需要减少存储器装置的电力消耗，同时不会对存储器带宽或容量产生相当大 的影响。

发明内容

所揭示的是一种支持多个电力模式的存储器电力管理系统。所述存储器电力管理系 统可包括存储器控制器、处理量检测器、电力控制逻辑和电力控制装置。所述存储器控 制器控制存储器通道。处理量检测器检测存储器通道的所请求处理量。电力控制逻辑确 定对应于存储器通道的所请求处理量的所要电力模式，其中所要电力模式为多个电力模 式中的一者。所述电力控制装置向所述存储器通道供应所要电压，其中所要电压对应于 所要电力模式。

处理量检测器和电力控制逻辑可为存储器控制器的一部分。电力控制装置可为电压 调节器，电压调节器包括用于接收供应电压的电压输入和用于将供应电压转变为所要电 压的电力电路。所述电力控制装置可为电压选择器，其包括：多个可选择电压，所述可 选择电压的每一者对应于所述多个电力模式中的一者；以及选择器装置，其从多个可选 择电压选出所要电压。多个可选择电压可由电力管理电路供应。存储器电力管理系统可 包括存储器交叉开关(memory crossbar)，其中处理量检测器集成到所述存储器交叉开 关中。电力控制装置还可向存储器控制器供应所要电压。

存储器电力管理系统可包括用于控制多通道存储器的多个存储器控制器，其中每一 存储器控制器控制多通道存储器的一个通道。对于多通道存储器来说，处理量检测器可 检测每一存储器通道的所请求处理量；电力控制逻辑可确定每一存储器通道的对应于所 述存储器通道的所请求处理量的所要电力模式；且电力控制装置可向多通道存储器的每 一存储器通道供应所要电压，每一存储器通道的所要电压对应于所述存储器通道的所要 电力模式。

还揭示的是一种用于控制施加到存储器通道的电力的方法。所述方法执行以下功 能：检测存储器通道的所请求处理量；确定与所请求处理量相关的所要电压；向电压装 置请求所要电压；以及将所要电压施加到存储器通道。所述方法还可包括确定所要电压 是否不同于向存储器通道供应的当前电压；且仅当所要电压不同于向存储器通道供应的 当前电压时才执行请求和施加功能。所述方法可将执行请求和施加功能的时间限于仅当 所要电压不同于向存储器通道供应的当前电压且所要电压在阈值持续时间内不改变时。 或者，仅当所要电压不同于向存储器通道供应的当前电压且所要电压在阈值持续时间的 至少一部分内不改变时，才执行请求和施加功能。