[發明專利]DRAM控制器及其控制方法和計算機程序產品

有效

• 申請號: 201710018716.8
• 申請日: 2017-01-10
• 公開（公告）號: CN106782642B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發明（設計）人: 羅德尼·E·虎克;道格拉斯·R·瑞德;泰瑞·帕克斯
• 申請（專利權）人: 上海兆芯集成電路有限公司
• 主分類號: G11C11/406
• 分類號: G11C11/406
• 代理公司: 11277 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 劉新宇

本發明涉及DRAM控制器及其控制方法和計算機程序產品。一種用于控制包括多個塊的動態隨機存取存儲器即DRAM的控制器。塊是DRAM中的一個或多個存儲單元，針對該一個或多個存儲單元，DRAM控制器可以選擇性地啟用或禁用刷新。DRAM控制器包括多個標志，該多個標志各自用于與DRAM的多個塊中的塊相關聯。凈化控制器確定要凈化塊，并且作為響應，設置與該塊相關聯的標志，并且針對該塊禁用刷新。響應于后續接收到從該塊中的位置讀取數據的請求，在清除了該標志的情況下，DRAM控制器讀取該位置并返回從該位置讀取到的數據；以及在設置了該標志的情況下，DRAM控制器抑制讀取DRAM并且返回零值。

相關申請的交叉引用

本申請要求2016年4月15日提交的標題為“SANITIZE-AWARE DRAM CONTROLLER”的第62/323,177號美國臨時申請的優先權，其全部內容通過引用包含于此。

背景技術

動態隨機存取存儲器(DRAM)在現代計算機系統中無處不在。DRAM由于其相對較低的成本、高容量/密度和高速度而無處不在。密度的益處很大程度上是由于用于存儲數據位的各單元僅需要電容器和單個晶體管的事實而得到的。這與例如靜態隨機存取存儲器(SRAM)的每單元所需要的硬件相比，明顯是更少的硬件。然而，數據位在單元的電容器上的存儲暗示了電力消耗成本。這是因為電容器電荷可能隨時間經過而泄漏，從而使得單元失去其值。結果，電容器必須周期性地“刷新”以保持其值。這涉及從單元讀取當前值并將該值寫回至單元，從而“刷新”單元的值。刷新操作與不需要刷新的其它存儲器技術相比消耗額外的電力。刷新根據系統對DRAM訪問的需求可能帶來DRAM的能量消耗中顯著的百分比(例如，約20％)，并且可能劣化系統性能(例如，約30％)。

本發明的共同發明人之一獲得授權的第5,469,559號美國專利說明了用于抑制刷新不包含有效數據的DRAM的所選部分的存儲器控制器和方法。這可以減少對于無效數據而言不必要的刷新所消耗的電量。

本發明的發明人提供了提供更多益處的DRAM控制器的實施例。額外的益處主要是通過發明人認識到如下事實而得到的：許多操作系統通過向解除分配的存儲器寫入零來“凈化(sanitize)”該存儲器，從而例如通過防止黑客和/或該存儲器被分配至的下一用戶看到第一個用戶的數據來提高系統安全性。

發明內容

本發明提供一種用于控制動態隨機存取存儲器即DRAM的DRAM控制器，其中，所述DRAM包括多個塊，所述塊是所述DRAM中的一個或多個存儲單元，針對該一個或多個存儲單元，所述DRAM控制器能夠選擇性地啟用或禁用刷新，所述DRAM控制器包括：多個標志，其各自用于與所述DRAM的所述多個塊中的塊相關聯；以及凈化控制器，用于確定為要凈化所述多個塊中的塊，并且作為響應，設置所述多個標志中的與所述多個塊中的所述塊相關聯的標志，并且針對所述塊禁用刷新；其中，響應于后續接收到要從所述塊中的位置讀取數據的請求：在清除了所述標志的情況下，所述DRAM控制器讀取所述位置并返回從所述位置讀取到的數據；以及在設置了所述標志的情況下，所述DRAM控制器返回零值并且抑制讀取所述DRAM。

本發明還提供一種用于控制動態隨機存取存儲器即DRAM的方法，其中，所述DRAM包括多個塊，所述塊是所述DRAM中的一個或多個存儲單元，針對該一個或多個存儲單元，所述DRAM控制器能夠選擇性地啟用或禁用刷新，所述方法包括以下步驟：確定為要凈化所述多個塊中的塊，并且作為響應，設置與所述多個塊中的所述塊相關聯的標志，并且針對所述塊禁用刷新；所述標志是各自用于與所述DRAM的所述多個塊中的塊相關聯的多個標志中的標志；以及響應于后續接收到從所述塊中的位置讀取數據的請求：在清除了所述標志的情況下，讀取所述位置并返回從所述位置讀取到的數據；以及在設置了所述標志的情況下，返回零值并且抑制讀取所述DRAM。