[發明專利]外部存儲器控制器

有效

• 申請號: 201380075350.8
• 申請日: 2013-04-01
• 公開（公告）號: CN105051707A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: R.W.赫雷爾;G.戈斯丁;G.B.萊薩特爾;D.C.莫里斯
• 申請（專利權）人: 惠普發展公司;有限責任合伙企業
• 主分類號: G06F13/14
• 分類號: G06F13/14;G06F13/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王洪斌;陳嵐

背景技術

CPU或微處理器芯片是包括單個襯底上的一個處理器或多個處理器的集成電路。襯底是諸如硅之類的半導體材料。當前趨勢已經導致計算設備的更多系統功能（諸如存儲器控制器）包括在CPU襯底上或具有（多個）處理器的CPU封裝內。

附圖說明

在以下詳細描述中并且參照附圖來描述某些示例，其中：

圖1是計算系統的示例的框圖；

圖2是計算系統中的通信通路的示例的圖示；以及

圖3是圖示了訪問存儲器的方法的示例的過程流程圖。

圖4是圖示了訪問存儲器的方法的示例的過程流程圖。

具體實施方式

本文所描述的技術一般涉及存儲器控制器。更具體地，本文所描述的技術涉及外部存儲器控制器?！巴獠俊笔侵概c相關聯的處理器分離（諸如物理分離或者作為唯一的功能塊）、但是可通信耦合到處理器的存儲器控制器。外部存儲器控制器可以與處理器物理分離，或者外部存儲器控制器可以是唯一的功能塊。例如，外部存儲器控制器可以包括在處理器管芯上（諸如在片上系統（SOC）設計中）。在示例中，外部存儲器控制器是唯一的功能塊，其可以與（多個）處理器共享硅管芯。隨著CPU廠商將更多的系統功能放置到CPU封裝中，他們創建了關于CPU封裝的限制。特別地，當存儲器控制器被添加到CPU封裝時，在存儲器容量與核的比上設置了限制。當I/O橋被添加到CPU封裝時，在每個核的I/O量上設置了限制。許多應用將不以CPU封裝直接支持的核、存儲器和I/O比最優地執行。另外，當CPU封裝上執行的工作負載改變時，最優比可能隨時間改變。

在通過包括存儲器控制器和I/O橋而強加這些限制的同時，應用使地址空間、存儲器和I/O要求擴張。響應于這些擴張的要求，在核和互連構造中實現大物理地址范圍以緩解編程者的負擔并且使得具有擴張的要求的應用能夠縮放到大吞吐量并且能夠處置大數據集。

對大尺度數據問題的現代解決方案通常使用比單個、高度集成的CPU封裝所能夠支持的更多的存儲器、更多的存儲裝置和可能地更多的總吞吐量。例如，雖然具有十五到二十個核的單個封裝目前可能用于對存儲裝置或存儲器的拍字節尋址，但是CPU封裝自身不能容納這樣的容量。以每個核的較大量的存儲器或I/O最佳地執行的應用面對從其選擇的非最優配置，并且通常被縮放至多個封裝以便具有足夠的存儲器和/或I/O來最優地操作，這留下利用不足的附加核。不幸的是，隨著封裝數的增長，核、存儲器和I/O比之間的失配也增長。計算設備中的封裝數將被設置成滿足針對三種資源（存儲器、存儲裝置或核）中的一個的最大請求的數目，并且其余兩種資源的過剩容量代表浪費和低效。因此，大規模資源同樣具有潛在地大量的浪費資源。

現代大規模處理問題通過使用超大共享存儲器處理（SMP）系統或通過使用小處理系統的大集群來解決。SMP系統具有大邏輯處理器數，例如，高達數百個核或執行線程，其可以共享相應大的地址空間和共用存儲器映射。SMP系統通過將多個CPU封裝（諸如16、32或64個）一起連結在共用存儲器相干連接構造上來實現。如本文所使用的，構造是可以包括計算機總線、鏈路、交換機等的互連通信系統。此外，管理涵蓋共享資源的所有封裝的大型相干和錯誤域產生另外的限制。

小處理系統的大集群具有主控幾個到（在一些情況下）接近一百個核或執行線程的計算節點。計算節點一起與某種形式的I/O構造網絡連結。處理系統的集群可以具有大文件系統并且傳遞作為文件的消息和數據。然而，本地存儲器和存儲裝置容量的獨立縮放的缺失以及節點到節點連接的有限帶寬可以限制處理資源的集群的使用。

圖1是諸如服務器集群之類的計算系統的示例的框圖。計算系統100包括數個節點，諸如計算節點102和遠程存儲器節點104。遠程存儲器節點104可以經由高速緩存線訪問來訪問。計算系統100可以包括若干計算節點，諸如數十個或甚至上千個計算節點。

節點102和104通過總線106（諸如通過系統構造）可通信耦合到彼此。系統構造可以是任何類型的通信構造，諸如集群構造、PCIe、InfiniBand（無限帶寬）或定制構造。系統構造可以是低等待時間、高帶寬、高度可靠的構造。在示例中，系統構造可以是集群構造，諸如工業標準構造或適當構造。例如，系統構造可以是以太網構造、Infiniband構造、PCIexpress構造或任何其他合適的構造。系統構造可以包括多個交換機108，其充當彼此的冗余。