[发明专利]一种非易失存储器和动态随机存取存储器的融合内存系统有效

专利信息
申请号: 201410041777.2 申请日: 2014-01-28
公开(公告)号: CN103810113A 公开(公告)日: 2014-05-21
发明(设计)人: 冯丹;刘景宁;童薇;冒伟;周文;张双武;李铮;罗锐 申请(专利权)人: 华中科技大学
主分类号: G06F12/02 分类号: G06F12/02;G06F12/08;G06F12/16
代理公司: 华中科技大学专利中心 42201 代理人: 朱仁玲
地址: 430074 湖北*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 非易失 存储器 动态 随机存取存储器 融合 内存 系统
【权利要求书】:

1.一种非易失存储器和动态随机存取存储器的融合内存系统,包括:

统一编址、统一管理的非易失存储器(NVM)和动态随机存取存储器(DRAM),其中DRAM包括充当非易失存储器的cache的DRAM cache部分,其空间容量可动态调整;

协议转换模块,用于将非易失存储器物理芯片封装接口协议转换为内存接口所采用的内存协议;

融合内存控制器,用于根据非易失存储器和DRAM物理芯片的工作时序、上层调用命令以及引脚电平信号状态,设置工作状态机以完成相应的操作,并提供驱动内存芯片的软件接口;

融合内存管理模块,用于对融合内存进行统一管理,包括DRAM空间容量动态调整子模块,其中,所述DRAM空间容量动态调整子模块用于周期性监测DRAM cache部分的命中率H,并检测读写请求比例R:

R=读请求数目÷写请求数目    (1)

当命中率H<K且读写请求比例R<T时,增大DRAM cache容量,其中,K、T均为预定阈值,其值可根据用户需求而自定义配置,0<K<1,0<T<1;

当命中率H≥K且读写请求比例R≥T时,减小DRAM cache容量。

2.根据权利要求1所述的融合内存系统,还包括电平转换模块,用于完成不同接口协议之间的电平隔离和转换。

3.根据权利要求1所述的融合内存系统,其中,所述融合内存管理模块还包括冷热数据识别子模块和数据迁移子模块,所述冷热数据识别子模块用于根据访问频率和访问时间判断访问数据的冷热性;所述数据迁移子模块用于根据冷热数据的识别结果,将在DRAM中识别为冷数据的数据,迁移到DRAM cache或者NVM中,将在DRAM cache中识别为热数据的数据,迁移到DRAM中。

4.根据权利要求1所述的融合内存系统,其中,所述融合内存管理模块还包括初始化子模块,用于在系统第一次初始化时将预定的关键数据(如系统启动所需的信息、需要高一致可靠的元数据信息)导入非易失存储器中。

5.根据权利要求1所述的融合内存系统,其中,所述融合内存管理模块还包括读写请求调度子模块:上层请求下达后,根据请求特性确定请求的下发地址,然后将请求命令下发到融合内存控制器,最后到达相应的融合内存。

6.根据权利要求1所述的融合内存系统,其中,所述融合内存管理模块还包括地址映射子模块,用于为融合内存系统维持统一的地址映射表。

7.根据权利要求1所述的融合内存系统,其中,所述融合内存管理模块还包括磨损均衡子模块,用于监控非易失存储器的读写次数,在进行上层请求分配时利用地址映射机制实现非易失存储器的磨损均衡。

8.根据权利要求7所述的融合内存系统,其中,所述磨损均衡子模块还用于统计非易失存储器每个区域发生的读次数和写次数,在频繁发生I/O的读操作区域和写操作区域之间进行数据、地址置换。

9.根据权利要求1所述的融合内存系统,其中,所述融合内存管理模块还包括性能优化子模块,用于根据非易失存储器的特性执行优化策略,包括降低写延迟、写暂停和写取消。

10.根据权利要求1所述的融合内存系统,其中,所述非易失存储器为基于相变存储器(PCM)的存储器、基于NAND FLASH的存储器或其他可以用作内存的非易失存储器。

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