[發(fā)明專利]用于控制計算機(jī)可讀存儲器的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810001751.X
• 申請日: 2008-01-08
• 公開（公告）號: CN101221534A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: G·K·巴特利;J·M·博肯哈根;P·R·杰曼;W·P·霍維斯
• 申請（專利權(quán)）人: 國際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所
• 代理人: 王茂華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計算機(jī)存儲器管理，并且更具體地，涉及基于公知的存儲器位置延遲來存儲數(shù)據(jù)單元的計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

實際上，所有計算機(jī)電路都采用某種數(shù)字存儲器來存儲數(shù)據(jù)。這樣的存儲器可以包括不同類型存儲器設(shè)備的組合，包括以下中的一個或者多個：片上存儲器(諸如寄存器陣列)、板上存儲器(諸如，高速緩存器)、主存儲器(諸如，與處理器位于不同電路板上的DRAM存儲器芯片)、閃速存儲器(諸如，可以插入專用讀取器或者USB端口的存儲器設(shè)備)以及磁盤存儲器(諸如，硬盤驅(qū)動器)。

駐留于存儲器空間中的某些數(shù)據(jù)單元(可以包括任何對數(shù)據(jù)進(jìn)行分組的方法)與存儲在相同存儲器空間中的其他數(shù)據(jù)單元相比而言較少使用。但是，計算機(jī)存儲器空間的不同部分顯示出了不同的存儲器延遲(將數(shù)據(jù)從存儲器位置傳輸?shù)秸埱笤摂?shù)據(jù)的實體處所需的時間量)。例如，與較遠(yuǎn)離存儲器緩沖區(qū)的存儲器芯片相比，最接近存儲器緩沖區(qū)的存儲器芯片可能具有較小延遲。

大部分存儲器設(shè)備都可以根據(jù)相對速度進(jìn)行分類。例如，片上存儲器通常比板上存儲器速度快，而片上存儲器和板上存儲器通常要比磁盤存儲器速度快很多。但是，有時，相對較慢速存儲器設(shè)備的某些部分與相對較快速存儲器設(shè)備的部分相比實際上可能具有更小的延遲。因此，將頻繁使用的數(shù)據(jù)單元放置在較快速存儲器設(shè)備的較慢速部分而不是放置在較慢速存儲器設(shè)備的較快速部分中，會導(dǎo)致存儲器空間的低效使用。

在多個存儲器應(yīng)用中，動態(tài)隨機(jī)訪問存儲器(DRAM)芯片在陣列中處于相似等級的位置，從而創(chuàng)建了平坦存儲器結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)中，對于數(shù)據(jù)讀出和寫入，都可以平等地從存儲器控制器來訪問所有的存儲器。但是，在目前諸如全緩沖雙列內(nèi)存模組(FBDIMM)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方案中，通過存儲器芯片上的緩沖區(qū)到每層存儲器的訪問時間并不統(tǒng)一。支持目前FBDIMM標(biāo)準(zhǔn)的存儲器控制器可以利用較近DIMM芯片的較小延遲，但是卻不會有意地將頻繁使用的數(shù)據(jù)映射到較接近存儲器控制器，或者將較不頻繁使用的數(shù)據(jù)映射到較遠(yuǎn)離該控制器。

當(dāng)前的存儲器設(shè)備包括高速緩存(用于處理器)，高速緩存通常將數(shù)據(jù)放置到分類的級別中(L1/L2/L3)，但這要求在主存儲器中或在諸如硬盤驅(qū)動器的直接訪問存儲設(shè)備(DASD)中維持用于原始數(shù)據(jù)副本(或者占位符)的空間。就增加的存儲器使用和增加的開銷這兩者而言，保持?jǐn)?shù)據(jù)的占位符和確保數(shù)據(jù)是當(dāng)前數(shù)據(jù)是對存儲器的低效使用。

物理存儲器位置的延遲可以隨著時間而改變。這可以歸因于各種因素。例如，環(huán)境條件可以引起存儲器延遲的改變。同樣，使用模式也可以改變存儲器延遲。例如，當(dāng)幾個相連的存儲器位置用于死循環(huán)計算時，由于服務(wù)于存儲器位置的存儲器總線上的本地業(yè)務(wù)，其他附近存儲器位置可能會經(jīng)歷延遲增大。

因此，需要這樣的存儲器管理系統(tǒng)，其動態(tài)地測量存儲器延遲，并基于數(shù)據(jù)單元相對使用頻率和存儲位置的延遲來確定存儲數(shù)據(jù)單元的位置。

還需要這樣的存儲器管理系統(tǒng)，其將數(shù)據(jù)單元動態(tài)地存儲在分等級的存儲器空間中，這些存儲器空間根據(jù)當(dāng)前的延遲值而分離。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，在一方面，本發(fā)明是一種控制包括多個存儲器位置的計算機(jī)可讀存儲器的方法，其中確定第一存儲器位置中存儲的數(shù)據(jù)單元的使用頻率。數(shù)據(jù)單元移動到不同于第一存儲器位置的第二存儲器位置，該第二存儲器位置是基于已知的第二存儲器位置延遲和數(shù)據(jù)單元使用頻率之間的對應(yīng)來選擇的，其中該第二存儲器位置是該數(shù)據(jù)單元的初級數(shù)據(jù)存儲位置。

在另一方面，本發(fā)明是一種管理多個存儲器位置的方法，其中該多個存儲器位置的每一個存儲用于計算電路的相應(yīng)數(shù)據(jù)單元。為每個存儲器位置確定延遲，以及為每個數(shù)據(jù)單元確定使用頻率。具有高使用頻率的至少一個數(shù)據(jù)單元存儲在具有低延遲的初級存儲器位置中，并且具有低使用頻率的至少一個數(shù)據(jù)單元存儲在具有高延遲的初級存儲器位置中。

在另一方面，本發(fā)明是一種用于管理存儲在多個存儲器位置中的數(shù)據(jù)單元的裝置。每個存儲器位置具有已知的延遲，并且該延遲被分類到多個延遲類中的一個。使用頻率指示器與每個存儲器位置相關(guān)聯(lián)。在預(yù)定數(shù)量的周期內(nèi)每次訪問存儲在相應(yīng)存儲器位置的數(shù)據(jù)單元時，增量器使得每個使用頻率指示器遞增。存儲器控制器將每個數(shù)據(jù)單元存儲在初級存儲器位置中，該初級存儲器位置是對應(yīng)于數(shù)據(jù)使用頻率的延遲類的一個成員。