[發明專利]管理存儲器的方法

有效

• 申請號: 200810082311.1
• 申請日: 2008-02-29
• 公開（公告）號: CN101520749A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發明（設計）人: 施杰文
• 申請（專利權）人: 瑞昱半導體股份有限公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所
• 代理人: 黃小臨

技術領域

本發明有關于內存(memory)，尤有關于一種可提高使用效率的管理內存 方法。

背景技術

內存控制器(memory?controller)是所有系統單芯片(system?on?chip，SOC) 計劃中掌管數據存取及指令讀取的重要環節，故提高內存的使用率便非常重 要。

目前，同步動態隨機存取內存(synchronous?dynamic?random?access memory，SDRAM)、雙倍數據傳輸率(double?data?rate，DDR)-DRAM、 DDR2-DRAM、DDR3-DRAM等內存都具有多個存儲庫(memory?bank)的架構， 每一存儲庫又再被切割為列(row)與行(column)。基于此架構，內存先天上的 某些限制會導致使用率下降。第一，連續對同一個存儲庫的不同列(row)(或頁 (page))的存取請求時會產生存儲庫沖突(bank?conflict)，而全部的存儲庫沖突 時間是「致動至讀取」等待時間(latency)t_RCD加上「讀取至預充電(precharge)」 等待時間t_RPD加上「預充電至致動(activate)」等待時間t_RP的總和，或是「致 動至致動命令時間」t_RC，以時序限制(timing?constraint)較長者為主。然而，若 是對不同存儲庫的連續存取請求則不會產生存儲庫沖突，也就不需經歷上述 漫長的t_RC等待時間。

第1圖顯示對同一存儲庫，連續執行二次存取請求的示意圖。在此，為 簡化說明，假設內存100只包含二個存儲庫，即存儲庫B₀與存儲庫B₁，同時， 假設內存控制器(圖未示)對存儲庫B₀的第2頁至第1頁執行完第M個存取請 求(假設是讀取請求)，接著，將執行的是第N個讀取請求，其起始地址是存 儲庫B₀的第1頁。此時，對同一個存儲庫的連續存取請求會產生存儲庫沖突， 因為存儲庫沖突產生，內存控制器必須先執行預充電以關閉存儲庫B₀，再將 存儲庫B₀致動以打開第1頁，最后，才對存儲庫B₀執行讀取指令以完成第N 個讀取請求。

第二個導致內存使用率下降的限制是寫入至讀取轉換沖突(write?to?read turn-around?conflict)，這是因為對數據總線(data?bus)而言，寫入與讀取二個動 作是完全不同的二個方向，因此，若要執行連續二個不同型態(寫入或讀取) 的存取請求便需要時間來等待數據總線反向(reverse)。另外，諸如更新 (refresh)、指令沖突等因素也會導致內存使用率會下降，由于不是本說明書討 論的主題，在此不多做敘述。附帶一提的是存儲庫沖突時間遠多于寫入至讀 取轉換沖突時間，因此如何減少存儲庫沖突是當務之急。

有鑒于內存使用率的重要性，并針對多媒體影音與通信產品的實時性 (real-time)及大量性數據傳輸的特性，本發明提出一種內存管理方法，可大幅 提高內存的使用率，并進而滿足多媒體影音與通信產品的需求。

發明內容

有鑒于上述問題，本發明之目的之一是提供一種管理內存的方法，利用 分割請求(split?request)來增加存儲庫的變異性，或另輔以其它配合的機制，以 減少存儲庫沖突產生的機率與提高內存的使用率。為達成上述目的，本發明 管理內存的方法包含以下步驟：判斷所有待執行存取請求是否會和前一個已 執行的存取請求產生存儲庫沖突；當這些待執行存取請求都會和目前執行的 存取請求產生存儲庫沖突時，選取其中的一個具有一預設數據長度的待執行 存取請求以分割為至少二個子請求，其中，這些子請求中至少有二個的起始 存儲庫不相同；執行這些子請求，其中，在執行完每一個這些子請求之后與 執行后續的那些子請求之前，皆從這些待執行存取請求中，選取至少1個起 始存儲庫為閑置的待執行存取請求來執行。

本發明的特色是利用分割請求來增加存儲庫的多變性，配合重新排序的 仲裁機制(arbitration?mechanism)，以減少存儲庫沖突與寫入至讀取轉換沖突產 生的機率，進而提高內存的使用率，更透過優先權的仲裁機制，以滿足多媒 體影音與通信產品的實時性與高質量需求。