[發明專利]讀取數據的方法以及混合存儲器模塊

有效

• 申請號: 201711136385.4
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN108427647B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 張牧天;牛迪民;鄭宏忠
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: G06F12/06
• 分類號: G06F12/06;G06F12/0875
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 張川緒;王兆賡

1.一種讀取數據的方法，包括：

提供混合存儲器模塊，混合存儲器模塊包括：動態隨機存取存儲器DRAM緩存；閃存；以及用于存儲布隆過濾器和元數據緩存的靜態隨機存取存儲器SRAM，其中，DRAM緩存包括存儲在閃存中的多條數據的緩存副本和與所述多條數據的緩存副本對應的元數據，其中，元數據緩存包括包括在DRAM緩存中的元數據的部分的緩存副本；

從主機計算機接收對存儲在混合存儲器模塊中的數據的數據訪問請求，

通過對數據訪問請求進行解碼獲取主機地址，其中，主機地址包括DRAM緩存標簽和DRAM緩存索引；

從DRAM緩存索引獲取元數據地址，其中，元數據地址包括元數據緩存標簽和元數據緩存索引；

基于存儲在SRAM中的元數據緩存中的匹配的元數據緩存條目的存在，確定元數據緩存命中，其中，匹配的元數據緩存條目具有元數據緩存標簽和DRAM緩存標簽的對；

基于元數據緩存命中，使用匹配的元數據緩存條目的DRAM緩存標簽從包括在DRAM緩存中的數據的緩存副本獲取數據并跳過對包括在DRAM緩存中的元數據的訪問；

將從DRAM緩存獲取的數據的緩存副本返回到主機計算機；

基于存儲在SRAM中的元數據緩存中的匹配的元數據緩存條目的缺失，確定元數據緩存未命中；

基于元數據緩存未命中使用布隆過濾器執行布隆過濾器測試，并且基于布隆過濾器測試的結果確定DRAM緩存未命中或者潛在的DRAM緩存命中。

2.如權利要求1所述的方法，其中，確定元數據緩存命中的步驟還包括：

將元數據地址的元數據緩存標簽與一個或多個元數據緩存條目的元數據緩存標簽進行比較，以確定元數據緩存中的匹配的元數據緩存條目的存在。

3.如權利要求2所述的方法，還包括：

基于DRAM緩存未命中，從存儲在閃存中的所述多條數據獲取數據，并且跳過對包括在DRAM緩存中的元數據的訪問；

將從閃存獲取的數據返回到主機計算機。

4.如權利要求1所述的方法，其中，元數據緩存標簽的比較和布隆過濾器測試同時被執行。

5.如權利要求1所述的方法，還包括：

基于元數據緩存未命中并且潛在的DRAM緩存命中，訪問包括在DRAM緩存中的元數據；

基于主機地址的DRAM緩存標簽與包括在DRAM緩存中的元數據的比較，確定數據是否存儲在DRAM緩存中；

在包括在DRAM緩存中的元數據中存在主機地址的DRAM緩存標簽的匹配條目的情況下，獲取包括在DRAM緩存中緩存的數據并將從DRAM緩存獲取的數據的緩存副本返回到主機計算機；

在包括在DRAM緩存中的元數據中不存在主機地址的DRAM緩存標簽的匹配條目的情況下，從閃存獲取數據并將從閃存獲取的數據返回到主機計算機。

6.如權利要求1所述的方法，其中，布隆過濾器包括具有多個條目的布隆過濾器陣列，布隆過濾器測試通過將哈希函數應用到布隆過濾器陣列來提供肯定結果或否定結果。

7.如權利要求6所述的方法，還包括：刪除布隆過濾器陣列，或者重置布隆過濾器陣列。

8.如權利要求1所述的方法，還包括：當元數據緩存命中率比閾值高時，對混合存儲器模塊的緩存控制器進行編程以禁用布隆過濾器。

9.如權利要求1所述的方法，其中，混合存儲器模塊包括緩存控制器，并且所述方法還包括：當元數據緩存命中率比閾值低時，對緩存控制器進行編程以禁用元數據緩存。

10.如權利要求1所述的方法，還包括：在低功率條件下，串行訪問布隆過濾器和元數據緩存。