[發明專利]一種相變存儲器的損耗均衡方法

無效

• 申請號: 201210569556.3
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN102981972A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 劉鐸;沙行勉;諸葛晴鳳;王添正;邵子立;譚玉娟;梁靚
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02
• 代理公司: 重慶大學專利中心 50201
• 代理人: 唐開平

技術領域

本發明屬于計算機存儲技術領域，具體涉及一種相變存儲器的損耗均衡方法。

背景技術

相變存儲器（Phase?Change?Memory,?PCM）是一種新型的非易失性存儲器，它有著高密度、低功耗、高速讀寫等性能，并已開始在嵌入式系統中使用以替代傳統的NOR存儲器。盡管相變存儲器比NOR的壽命要持久，但它還是擺脫不了壽命有限的困局。一個典型的相變存儲器單元能夠承受10⁷到10⁹次寫操作，而向同一個相變存儲器單元重復地寫將可能在幾秒鐘內就對該單元造成破壞，這就為相變存儲器在嵌入式系統中的使用帶來了很大的挑戰。近年來隨著相變存儲器容量的不斷增大，它可以存儲文件系統的元數據以及頁表等關鍵信息，對這些信息的頻繁更新將加速相變存儲器壽命的縮短。

由于嵌入式系統主要面向各類特定應用，若能考慮到訪存模式、更新頻率等嵌入式應用的內在特征，并結合這些特征進行優化，那么相變存儲器的優勢在嵌入式系統中將發揮的更加明顯。此外，嵌入式系統中的有限資源也為相變存儲器的有效管理帶來了挑戰。針對相變存儲器在嵌入式系統中的有效利用的研究已經展開，這些研究主要從系統結構級、軟件級和編譯級等方面進行優化，并在相變存儲器的壽命及損耗均衡等方面做出了相應的貢獻。然而，目前已有的研究工作并沒有考慮到嵌入式系統中特定應用的訪存規律，大多數研究主要針對應用層優化，這無疑會增加嵌入式應用開發的復雜程度，從而限制了相變存儲器在嵌入式系統上的推廣。

發明內容

針對上述研究方法的不足，本發明所要解決的技術問題是從操作系統中資源管理的層面，提供一種相變存儲器的損耗均衡方法，它能延長相變存儲器在嵌入式系統中的使用壽命。

要解決的上述技術問題，本發明提供一種相變存儲器的損耗均衡方法，包括以下步驟：

判定相變存儲器中頻繁寫的熱區和不頻繁寫的冷區；

將熱區與相鄰冷區物理位置交換，實現熱區移動，直至熱區遍及全部存儲區后再循環移動；

通過邏輯-物理地址的轉換公式獲得需要訪問的相變存儲器物理地址。

由于采用了上述技術方案，通過不斷移動熱區的物理地址，避免了大量寫操作集中在熱區造成相變存儲器的破壞，實現了延長相變存儲器的壽命的目的。本發明具有如下的優點：避免了大量寫操作集中在熱區，實現了相變存儲器損耗均衡，能延長相變存儲器的壽命。

附圖說明

本發明的附圖說明如下：

圖1為本發明的熱區移動流程圖；

圖2為相變存儲器中熱區移動示意圖；

圖3為相變存儲器的訪問流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明：

在相變存儲器中，針對具體應用程序有一個頻繁進行寫操作的區域，簡稱為“熱區”，其他大量的區域很少有寫操作，甚至沒有寫操作，這部分區域簡稱“冷區”。

本方法發明是：首先判定相變存儲器中頻繁寫的熱區和不頻繁寫的冷區；然后將熱區向冷區移動，直至熱區遍及全部存儲區后再循環移動，再通過邏輯-物理地址的轉換公式獲得需要訪問的相變存儲器物理地址。

判定儲器熱區和冷區的方法可使用現有技術中任何一種。Bloom?filter-based?dynamic?wear?leveling?for?phase-change?RAM,?Joosung?Yun;?Sunggu?Lee;?Sungjoo?Yoo,?Design,?Automation?&?Test?in?Europe?Conference?&?Exhibition?(DATE)，2012，Page(s)?1513-1518，ISSN：1530-1591（“基于布隆過濾器的相變存儲器動態損耗均衡方法”，?Joosung?Yun；Sunggu?Lee；?Sungjoo?Yoo，歐洲設計自動化與測試研討會2012，第1513-1518頁，國際標準連續出版物編號ISSN：1530-1591）于2012年3月公開了一種用布隆過濾器（bloom?filter）識別熱地址的方法，該方法是先給每個布隆過濾器設置一個計數器，然后使用與布隆過濾器數量相同的hash?函數對每個有寫操作的地址進行散列，hash?函數能將寫操作的次數映射到與地址相關的計數器，增加計數器的值，通過計數器確定熱區地址。

圖1是本發明的熱區移動流程圖，該流程開始于步驟101，然后：