[發明專利]控制計算機可讀存儲器的方法和管理器數據單元的裝置

有效

• 申請號: 200710102596.6
• 申請日: 2007-05-16
• 公開（公告）號: CN101105772A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發明（設計）人: 菲利普·R.·格曼;杰拉爾德·K.·巴特里;約翰·M.·伯肯哈根;威廉·P.·郝維斯
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 李德山

技術領域

本發明涉及計算機存儲器管理，并且更具體地涉及基于已知的存儲器位置時延來存儲數據單元的計算機體系結構。

背景技術

實際上，所有計算機電路都采用某種數字存儲器來存儲數據。這樣的存儲器可包括不同類型的存儲器設備的組合，包括以下一個或多個：片上存儲器(例如寄存器陣列)、板上存儲器(例如高速緩沖存儲器)、主存儲器(例如來自處理器的不同電路板上的DRAM存儲器芯片)、快擦寫存儲器(例如可被插到專用讀出器或USB端口的存儲器設備)、以及盤存儲器(例如硬盤驅動器)。

駐留在存儲器空間中的一些數據單元(其可包括任何對數據進行分組的方法)比存儲在相同存儲器空間的其它數據單元更少使用。然而，計算機的存儲器空間的不同部分表現出不同的存儲器時延(將數據從存儲器位置傳送到請求它的實體所花費的時間)。例如，最接近存儲器緩沖器的存儲器芯片可能比更遠離存儲器緩沖器的存儲器芯片具有更低的時延。

多數存儲器設備可按照相對速度來分類。例如，片上存儲器通常比板上存儲器更快，并且通常兩個都比盤存儲器快得多。然而，有時相對較慢的存儲器設備的某些部分實際上可比相對較快的存儲器設備的部分具有更低的時延。因此，在較快存儲器設備的較慢部分而不是在較慢存儲器設備的較快部分中放入頻繁使用的數據單元將導致存儲器空間的低效使用。

在許多存儲器應用中，動態隨機存取存儲器(DRAM)芯片被放置在陣列中相似等級位置處，從而建立了扁平存儲器結構，其中所有存儲器都同樣地可從存儲器控制器進行數據讀和寫。然而，在當前行業標準模式，例如完全緩沖的雙列直插式存儲器模塊(FBDIMM)中，通過存儲器芯片上的緩沖器訪問每層存儲器的時間存在不均勻。當前的FBDIMM標準利用較近的DIMM芯片的較低時延，而不是有意地將經常使用的數據映射在更接近存儲器控制器的位置，或將不太經常使用的數據映射在更遠離控制器的位置。

當前存儲器設備包括(處理器的)高速緩沖存儲器，其通常將數據放入到分類的層次(L1/L2/L3)，但是在主存儲器中或在諸如硬盤驅動器的直接訪問存儲設備(DASD)中，需要主該數據的拷貝保留空間。就增加的存儲器使用，以及創建數據的拷貝和保證數據最新的額外開銷二者而言，這都是存儲器的低效利用。

因此，需要一種存儲器管理系統，其基于數據單元的相對使用頻率和存儲位置的時延來確定存儲數據單元的位置。

也需要一種存儲器管理系統，其將數據單元存儲在根據時延分離的分層存儲器空間中，其中數據單元的額外拷貝不需要保留。

發明內容

本發明克服了現有技術的缺點，本發明的一個方面是一種控制包含多個存儲器位置的計算機可讀存儲器的方法，其中確定存儲在第一存儲器位置的數據單元的使用頻率。將數據單元移動到不同于第一存儲器位置的第二存儲器位置，所述第二存儲器位置是基于所述第二存儲器位置的已知時延與所述數據單元的使用頻率之間的對應關系來選擇的，所述第二存儲器位置是所述數據單元的主數據存儲位置。

另一方面，本發明是一種管理計算電路中的多個存儲器位置的方法，每個所述存儲器位置存儲相應數據單元。確定每個存儲器位置的時延，并確定每個數據單元的使用頻率。在具有低時延的主存儲器位置存儲具有高使用頻率的至少一個數據單元，以及在具有高時延的主存儲器位置存儲具有低使用頻率的至少一個數據單元。

另一個方面，本發明是一種用于管理多個存儲器位置中存儲的數據單元的裝置。每個存儲器位置具有被分類為多個時延類中的一個的已知時延。使用頻率指示器與每個存儲器位置相關。遞增器在預定數目的周期上，每當存儲在相應存儲器位置中的數據單元被訪問時，遞增每個使用頻率指示器。存儲器控制器在作為與數據單元的使用頻率對應的時延類的成員的主存儲器位置存儲每個數據單元。

通過以下結合附圖的優選實施例的描述將理解本發明的這些和其它方面。本領域技術人員明白，在不背離本公開的新穎概念的精神和范圍的情況下，可對本發明進行許多變化和修改。

附圖說明

圖1是示出一般存儲器分類模式的方框圖。

圖2是示出采用不同類型的存儲器設備的存儲器分類模式的方框圖。

圖3A-3D是說明基于時延的存儲器管理的典型例子的表格。

圖4是示出存儲器管理的方法的流程圖。

具體實施方式