[发明专利]用于标记需要写回持久存储的非事务代码区的开头和结束的指令

说明书

发明领域

本发明一般涉及计算机系统领域。更具体而言，本发明涉及一种用于实现包括非易失性存储器层的多级存储器分层结构的装置和方法。

相关技术描述

A.当前存储器和存储配置

当今，计算机创新的限制因素之一是存储器和存储技术。在常规计算机系统中，系统存储器（也称为主要存储器、主存储器、可执行存储器）通常由动态随机存取存储器（DRAM）来实现。基于DRAM的存储器甚至在没有存储器读或写发生时也消耗功率，因为它必须不断地对内部电容再充电。基于DRAM的存储器是易失性的，这意味着一旦移除电源，存储在DRAM存储器中的数据就丢失。常规计算机系统还依赖于多级高速缓存来提高性能。高速缓存是置于处理器与系统存储器之间的高速存储器，与从系统存储器对存储器访问请求进行服务相比，所述高速存储器对这些请求进行更快服务。这样的高速缓存通常用静态随机存取存储器（SRAM）来实现。高速缓存管理协议可被用来确保最频繁访问的数据和指令被存储在各级高速缓存之一内，从而降低了存储器访问操作的数量并提高了性能。

至于大容量存储（也被称为次级存储或盘存储），常规大容量存储设备通常包括磁介质（例如，硬盘驱动器）、光学介质（例如，光盘（CD）驱动器、数字多功能盘（DVD），等等）、全息介质、和/或大容量存储闪存（例如，固态驱动器（SSD）、可移动闪存驱动器，等等）。一般而言，这些存储设备被认为输入/输出（I/O）设备，因为它们由处理器通过实现各I/O协议的各I/O适配器来访问。这些I/O适配器和I/O协议消耗大量功率并且可对管芯面积和该平台的形状因子具有显著影响。在没有连接到持久电源时具有有限电池寿命的便携式或移动设备（例如，膝上型计算机、上网本、平板计算机、个人数字助理（PDA）、便携式媒体播放器、便携式游戏设备、数码相机、移动电话、智能电话、功能电话等）可包括通常经由低功率互连和I/O控制器耦合到处理器以满足活动和空闲功率预算的可移动大容量存储设备（例如，嵌入式多媒体卡（eMMC）、安全数字（SD）卡）。

对于固件存储器（诸如，引导存储器（也被称为BIOS闪存）），常规计算机系统通常使用闪存设备来存储被频繁读取但极少（或从不）被写入的持久系统信息。例如，处理器在引导过程（基本输入输出系统（BIOS）镜像）期间执行来初始化关键系统组件的初始指令通常被存储在闪存设备中。当前市场上可获得的闪存设备通常具有有限的速度（例如，50MHz）。这一速度通过读协议的开销而进一步降低（例如，2.5MHz）。为了加快BIOS执行速度，常规处理器通常在引导过程的预扩展固件接口阶段对BIOS代码的一部分进行高速缓存。处理器高速缓存的大小对PEI阶段中使用的BIOS代码（也被称为“PEI BIOS代码”）的大小形成约束。

B.相变存储器（PCM）以及相关技术

相变存储器（PCM）（有时也称为相变随机存取存储器（PRAM或PCRAM）、PCME、奥弗辛斯基统一存储器、或硫族RAM（C-RAM））是采用硫属化物玻璃的独特行为的一种类型的非易失性计算机存储器。作为电流穿过所产生的热的结果，硫属化物玻璃可在两个状态之间切换：晶体和无定形。PCM的最近版本可以达到两个附加区别状态。

PCM提供比闪存更高的性能，因为PCM的存储器元件可更快速地切换，写入（将单独的位改变成1或0）可以无需首先擦除整个单元块来完成，并且因写入而造成的降级被降低（PCM设备可以保留大约100百万写入周期；PCM降级是由于编程、金属（以及其他材料）迁移、以及其他机制期间的热扩散）。

附图说明

以下的描述和附图用于图示本发明的实施例。在附图中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的高速缓存和系统存储器安排；

图2示出了本发明的一个实施例中采用的存储器和存储分层结构；

图3示出了可在其上实现本发明的各实施例的计算机系统；

图4示出了事务过程；

图5示出了具有用于跟踪对高速缓存的改变的特殊硬件的处理器；

图6示出了使用图5的特殊硬件来将非事务数据改变写入持久存储的过程；

图7示出了集成过程，该过程示出了图5的特殊硬件可被用来由事务退回和非事务写入持久存储来支持；

图8示出了编译过程。

具体实施方式