[发明专利]一种相变存储器的损耗均衡方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机存储技术领域，具体涉及一种相变存储器的损耗均衡方法。

背景技术

相变存储器（Phase Change Memory, PCM）是一种新型的非易失性存储器，它有着高密度、低功耗、高速读写等性能，并已开始在嵌入式系统中使用以替代传统的NOR存储器。尽管相变存储器比NOR的寿命要持久，但它还是摆脱不了寿命有限的困局。一个典型的相变存储器单元能够承受10⁷到10⁹次写操作，而向同一个相变存储器单元重复地写将可能在几秒钟内就对该单元造成破坏，这就为相变存储器在嵌入式系统中的使用带来了很大的挑战。近年来随着相变存储器容量的不断增大，它可以存储文件系统的元数据以及页表等关键信息，对这些信息的频繁更新将加速相变存储器寿命的缩短。

由于嵌入式系统主要面向各类特定应用，若能考虑到访存模式、更新频率等嵌入式应用的内在特征，并结合这些特征进行优化，那么相变存储器的优势在嵌入式系统中将发挥的更加明显。此外，嵌入式系统中的有限资源也为相变存储器的有效管理带来了挑战。针对相变存储器在嵌入式系统中的有效利用的研究已经展开，这些研究主要从系统结构级、软件级和编译级等方面进行优化，并在相变存储器的寿命及损耗均衡等方面做出了相应的贡献。然而，目前已有的研究工作并没有考虑到嵌入式系统中特定应用的访存规律，大多数研究主要针对应用层优化，这无疑会增加嵌入式应用开发的复杂程度，从而限制了相变存储器在嵌入式系统上的推广。

发明内容

针对上述研究方法的不足，本发明所要解决的技术问题是从操作系统中资源管理的层面，提供一种相变存储器的损耗均衡方法，它能延长相变存储器在嵌入式系统中的使用寿命。

要解决的上述技术问题，本发明提供一种相变存储器的损耗均衡方法，包括以下步骤：

判定相变存储器中频繁写的热区和不频繁写的冷区；

将热区与相邻冷区物理位置交换，实现热区移动，直至热区遍及全部存储区后再循环移动；

通过逻辑-物理地址的转换公式获得需要访问的相变存储器物理地址。

由于采用了上述技术方案，通过不断移动热区的物理地址，避免了大量写操作集中在热区造成相变存储器的破坏，实现了延长相变存储器的寿命的目的。本发明具有如下的优点：避免了大量写操作集中在热区，实现了相变存储器损耗均衡，能延长相变存储器的寿命。

附图说明

本发明的附图说明如下：

图1为本发明的热区移动流程图；

图2为相变存储器中热区移动示意图；

图3为相变存储器的访问流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

在相变存储器中，针对具体应用程序有一个频繁进行写操作的区域，简称为“热区”，其他大量的区域很少有写操作，甚至没有写操作，这部分区域简称“冷区”。

本方法发明是：首先判定相变存储器中频繁写的热区和不频繁写的冷区；然后将热区向冷区移动，直至热区遍及全部存储区后再循环移动，再通过逻辑-物理地址的转换公式获得需要访问的相变存储器物理地址。

判定储器热区和冷区的方法可使用现有技术中任何一种。Bloom filter-based dynamic wear leveling for phase-change RAM, Joosung Yun; Sunggu Lee; Sungjoo Yoo, Design, Automation & Test in Europe Conference & Exhibition (DATE)，2012，Page(s) 1513-1518，ISSN：1530-1591（“基于布隆过滤器的相变存储器动态损耗均衡方法”， Joosung Yun；Sunggu Lee； Sungjoo Yoo，欧洲设计自动化与测试研讨会2012，第1513-1518页，国际标准连续出版物编号ISSN：1530-1591）于2012年3月公开了一种用布隆过滤器（bloom filter）识别热地址的方法，该方法是先给每个布隆过滤器设置一个计数器，然后使用与布隆过滤器数量相同的hash 函数对每个有写操作的地址进行散列，hash 函数能将写操作的次数映射到与地址相关的计数器，增加计数器的值，通过计数器确定热区地址。

图1是本发明的热区移动流程图，该流程开始于步骤101，然后：