[發明專利]在混合DRAM/NAND存儲器中降低讀取-修改-寫入開銷的技術

在審

• 申請號: 201810315719.2
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108694134A
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 張牧天;南喜鉉;金暎植;趙永進;牛迪民;鄭宏忠
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: G06F12/0877
• 分類號: G06F12/0877;G06F12/0888
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 劉虹;邵亞麗

1.一種從前端存儲器選擇數據的多個高速緩存行中的高速緩存行以用于逐出的方法，所述方法包括：

將基線替換分數分配給高速緩存的多個通道中的每一通道，所述通道分別存儲所述高速緩存行；

基于在每一通道中存儲的高速緩存行的有效性程度，向每一通道分配有效性分數；

基于所述通道的基線替換分數和所述通道的有效性分數的函數，將逐出決定分數分配給每一通道；以及

選擇具有最高逐出決定分數的通道的高速緩存行作為用于逐出的高速緩存行。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述基線替換分數對應于所述通道的高速緩存行的使用新近度或所述通道的高速緩存行的使用頻率。

3.根據權利要求1所述的方法，還包括將加權因子分配給所述有效性分數，或者將加權因子分配給所述基線替換分數。

4.根據權利要求1所述的方法，還包括從DRAM逐出被選擇用于逐出的高速緩存行。

5.根據權利要求3所述的方法，還包括根據用戶輸入來調整對應于所述有效性分數的加權因子或對應于所述基線替換分數的加權因子。

6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述基線替換分數是隨機分數，所述方法還包括利用隨機數生成器生成所述隨機分數。

7.根據權利要求1所述的方法，還包括：

通過讀取每個高速緩存行的有效比特來確定所述有效性分數；以及

運行對每個高速緩存行的有效比特的計數。

8.根據權利要求1所述的方法，還包括逐出被選擇用于逐出的高速緩存行。

9.一種用于利用存儲器模塊實現預讀取操作的存儲器高速緩存控制器，所述存儲器高速緩存控制器被配置為：

確定后端存儲器或前端存儲器是否繁忙；

當所述后端存儲器和前端存儲器都不繁忙時，基于寫入緩沖區集合計數器來索引寫入緩沖區的寫入緩沖區元數據；

讀取所述寫入緩沖區的有效比特；

確定所述寫入緩沖區的所有高速緩存行是否完全有效；

當所述寫入緩沖區的所有高速緩存行都被確定為完全有效時，將所述寫入緩沖區集合計數器遞增1；

當并非所述寫入緩沖區的所有高速緩存行都被確定為完全有效時，選擇所述寫入緩沖區的不完全有效的高速緩存行作為用于逐出的替換行；

從所述后端存儲器預讀取所述替換行；以及

將所述寫入緩沖區集合計數器遞增1。

10.一種利用存儲器模塊執行讀取-修改-寫入操作的方法，所述方法包括：

基于后端存儲器的繁忙度并且基于前端存儲器的繁忙度來確定何時執行預讀取操作；以及

基于寫入緩沖區的高速緩存行的有效性確定要預讀取哪個高速緩存行。

11.根據權利要求10所述的方法，其中，確定何時執行所述預讀取操作包括維護未命中狀態處理寄存器(MSHR)，用于跟蹤發送到所述后端存儲器的媒體控制器的待處理請求。

12.根據權利要求11所述的方法，還包括當所述MSHR低于閾值時向所述后端存儲器發送讀取請求以執行預讀取操作。

13.根據權利要求12所述的方法，其中，所述閾值基于所述后端存儲器的特性。

14.根據權利要求12所述的方法，還包括基于操作條件調整所述閾值。

15.根據權利要求10所述的方法，其中，基于所述寫入緩沖區的高速緩存行的有效性確定要預讀取哪個高速緩存行包括，讀取所述寫入緩沖區的有效比特。