[發(fā)明專利]存儲(chǔ)器的易失性管理

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201880064010.8
• 申請日: 2018-12-21
• 公開（公告）號: CN111164694A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: V.杜貝科;L.卡格尼尼
• 申請（專利權(quán)）人: 西部數(shù)據(jù)技術(shù)公司
• 主分類號: G11C11/406
• 分類號: G11C11/406;G11C11/408;G11C11/409;G06F3/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 邱軍

一種存儲(chǔ)器裝置(MD)，用于存儲(chǔ)由處理器指定用于易失性存儲(chǔ)的臨時(shí)數(shù)據(jù)和由處理器指定用于非易失性儲(chǔ)存體的持久數(shù)據(jù)。將地址與易失性存儲(chǔ)器陣列中的第一位置以及與MD的非易失性存儲(chǔ)器(NVM)陣列中的第二位置相關(guān)聯(lián)。將所述數(shù)據(jù)寫入第一個(gè)位置，并從第一位置刷新到第二位置。在從第一位置刷新數(shù)據(jù)之后直到將數(shù)據(jù)再次寫入第一位置之后，降低第一位置的刷新率。在另一方面，處理器根據(jù)分配給虛擬存儲(chǔ)器空間中的存儲(chǔ)器頁的數(shù)據(jù)，將存儲(chǔ)器頁指定為易失性或非易失性，以及根據(jù)存儲(chǔ)器頁被指定為易失性還是非易失性，定義MD的易失性操作模式。

背景技術(shù)

常規(guī)存儲(chǔ)器架構(gòu)通常區(qū)分兩種類型的存儲(chǔ)器。第一種類型的存儲(chǔ)器是易失性存儲(chǔ)器，其僅在向存儲(chǔ)器供電時(shí)才能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。第二種類型的存儲(chǔ)器是非易失性存儲(chǔ)器(NVM)，其可在不加電的情況下保留數(shù)據(jù)。NVM，例如硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)或NAND閃速存儲(chǔ)器，通常被認(rèn)為比易失性存儲(chǔ)器需要更長的讀寫時(shí)間。持久存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通常從NVM傳輸?shù)揭资源鎯?chǔ)器，以對數(shù)據(jù)執(zhí)行操作。然后，將修改后的數(shù)據(jù)或其他所得數(shù)據(jù)傳輸或刷新回NVM，以進(jìn)行持久存儲(chǔ)。

在操作系統(tǒng)(OS)的示例中，當(dāng)執(zhí)行進(jìn)程或線程(例如進(jìn)程中的指令的子集)時(shí)，OS可以使用諸如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)的易失性存儲(chǔ)器。OS可以創(chuàng)建字節(jié)可尋址的虛擬地址空間，該地址空間映射到DRAM中的位置，以從NVM中存儲(chǔ)的文件接收數(shù)據(jù)。可以將數(shù)據(jù)復(fù)制到地址空間中固定大小的存儲(chǔ)器頁，該地址空間可以由處理器(例如中央處理單元(CPU))訪問。

與大多數(shù)常規(guī)NVM技術(shù)相比，使用易失性存儲(chǔ)器來執(zhí)行寫入操作通常可以允許更快的寫入操作性能。另外，對于可以將數(shù)據(jù)重寫入多少次到存儲(chǔ)器的特定部分(例如，單元)，易失性存儲(chǔ)器通常具有比大多數(shù)常規(guī)NVM技術(shù)更好的耐久性。例如，多級單元(MLC)閃速存儲(chǔ)器塊的使用壽命可能被限制為10000個(gè)編程擦除(PE)循環(huán)。盡管具有這些優(yōu)點(diǎn)，大多數(shù)易失性存儲(chǔ)器通常仍需要電源來連續(xù)刷新數(shù)據(jù)或要向易失性存儲(chǔ)器提供更大量的功率，使得易失性存儲(chǔ)器可以保留其數(shù)據(jù)。這種刷新可能會(huì)顯著增加包括易失性存儲(chǔ)器的裝置的整體功率需求。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，根據(jù)下面闡述的詳細(xì)描述，本公開的實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯。所提供的附圖和相關(guān)的描述是為了說明公開的實(shí)施例，而不是為了限制所要求的范圍。

圖1是根據(jù)一實(shí)施例的中央處理單元(CPU)和存儲(chǔ)器裝置(MD)的框圖。

圖2A示出了根據(jù)一實(shí)施例的通過將存儲(chǔ)器頁指定為易失性或非易失性的進(jìn)程或線程對存儲(chǔ)器頁的訪問。

圖2B提供了可以與由圖2A的進(jìn)程或線程執(zhí)行的功能一起使用的臨時(shí)且持久的數(shù)據(jù)的示例。

圖3示出了根據(jù)一實(shí)施例的在讀寫數(shù)據(jù)時(shí)CPU與MD之間的通信。

圖4是根據(jù)一實(shí)施例的CPU的數(shù)據(jù)寫入進(jìn)程的流程圖。

圖5示出了根據(jù)一實(shí)施例的在MD的易失模式期間的示例寫入操作。

圖6描繪了根據(jù)一實(shí)施例的在MD的持久模式期間的示例寫入操作。

圖7是根據(jù)一實(shí)施例的用于MD的數(shù)據(jù)寫入進(jìn)程的流程圖。

圖8是根據(jù)一實(shí)施例的MD的數(shù)據(jù)寫入子進(jìn)程的流程圖。

圖9描繪了根據(jù)一實(shí)施例的示例檢查點(diǎn)寫入操作。

圖10描繪了根據(jù)一實(shí)施例的使用持久數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的示例讀取操作。

圖11是根據(jù)一實(shí)施例的MD的讀取過程的流程圖。

圖12描繪了根據(jù)一實(shí)施例的示例獲取檢查點(diǎn)操作。

圖13描繪了根據(jù)一實(shí)施例的示例回滾操作。

圖14是根據(jù)一實(shí)施例的MD的事務(wù)處理的流程圖。

具體實(shí)施方式