[发明专利]用于解决碎片化的内存段重映射

说明书

背景

由于缩放的挑战，近来的存储器技术可能从使用诸如动态随机存取存储器(DRAM)之类的基于电荷的存储器转换为诸如相变存储器(PCM)之类的电阻式和磁阻式存储器。然而，许多这样的存储器易于磨损。

当系统写入存储器时存储器可能会磨损，因为写可能会改变存储器中的材料的物理结构或以某种其他方式降低其性能。易受此问题影响的存储器被称为可磨损存储器。由于逐步退化的缘故，在系统作出大量写入之后，可磨损存储器遭受到能阻碍存储器稳定地存储系统数据的存储器故障。例如，PCM单元在磨损完(即故障)之前能典型地支撑108次写入，而DRAM单元在故障之前能典型地支撑1015次写入。

系统的存储器可被划分成多个区域，每个区域具有多个片段。系统可使用存储器区域作为用于存储器分配(例如，在运行时期间)和/或在主存储器和辅助存储(诸如硬盘驱动器)之间进行数据传输的单位。当存储器区域中的单个片段由于大量的写入次数开始故障时，存储器碎片化随之出现。当存储器区域被划分为被不可使用的故障的或磨损坏的片段所隔开的可用存储器的更小的部分(例如，一个或多个连续的“工作中的”片段)时，产生存储器碎片化。虽然在故障的片段之间的可用存储器的更小部分对于存储器分配来说仍然是可靠的，但它们实际上对系统来说不可用，因为这些小部分单独来说过小以致于难以存储较大的对象(例如数据)，这些较大的对象的存储需要连续的存储器(例如，多个连续片段)。换言之，由于碎片化，系统不能在两个故障的存储器片段之间容纳较大的对象。

概述

本文讨论的技术通过解决碎片化延长了可磨损存储器的寿命。以协作的硬件和软件系统实现了标识存储器区域中的存储器的故障片段的技术。该技术可随后通过使用重映射过程逻辑地将存储器的故障片段群集在存储器区域的边远部分处来管理存储器的故障片段。重映射过程可包括创建和存储定义存储器区域的片段重映射条目的重映射元数据。相应地，故障群集逻辑地消除或减少了存储器碎片化，使得系统能够为对象存储分配更大的连续存储器部分。

在至少一个实施例中，系统软件(例如，操作系统)和/或存储器控制器可随后在存储器分配、存储器读取、存储器写入、或以上的组合期间访问、使用、以及更新重映射元数据。例如，系统软件和/或存储器控制器可在运行时执行期间通过在存储器故障被重映射和群集之后传达存储器故障并且指示存储器区域内的连续存储空间的量来分配存储器。

提供本发明内容以便以简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。例如术语“技术”可指代上述上下文和通篇文档中所准许的系统、硬件、方法、计算机可读指令、模块、和/或算法。

附图说明

参考附图来描述具体实施方式。在附图中，附图标记最左边的数字标识该附图标记首次出现于其中的附图。在不同附图中使用相同的附图标记指示相似或相同的项。

图1示出根据本文描述的各个实施例的用于实现群集和重映射技术的示例系统体系结构。

图2示出根据本文描述的各个实施例的作为实现群集和重映射技术的示例系统体系结构的不同阶段的存储器的示例区域。

图3示出根据本文描述的各个实施例的两个连续的示例存储器区域。

图4示出根据本文描述的各实施例的创建和/或更新重映射元数据的示例存储器分配过程。

图5示出根据本文描述的各实施例的使用重映射元数据来从存储器区域读取数据的示例存储器分配过程。

详细描述

概览

以下的描述提出了逻辑地减少和/或消除存储器区域内由于故障片段导致的碎片化的技术。当系统检测到存储器区域内的片段的故障时，该技术逻辑地将故障重映射到存储器区域的边远部分(例如，存储器区域的顶部或底部)。该技术还可创建指示片段位置交换和片段偏移的重映射元数据，使得系统能够分配由于将故障的片段重映射到存储器区域的边远部分而得到的较大的连续存储器部分。在至少一个实施例中，重映射元数据对于存储器区域是唯一的，并且该技术将重映射元数据存储在存储器区域内。系统可随后在存储器分配过程期间使用重映射元数据。