[發(fā)明專利]存儲器及其數(shù)據(jù)讀寫方法

有效

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• 申請日: 2022-02-09
• 公開（公告）號: CN114153402B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設計）人: 辛鑫;趙莉
• 申請（專利權）人: 阿里云計算有限公司;阿里巴巴（中國）有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06;G06F11/10
• 代理公司: 北京展翼知識產(chǎn)權代理事務所(特殊普通合伙) 11452
• 代理人: 屠長存

本公開涉及一種存儲器及其數(shù)據(jù)讀寫方法。在針對數(shù)據(jù)存儲芯片的每次讀/寫操作中從/向數(shù)據(jù)存儲模塊讀取/寫入N位數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理模塊每次對2N位寫入數(shù)據(jù)進行第一數(shù)據(jù)處理；相應地，每次對2N位從數(shù)據(jù)存儲模塊讀出的數(shù)據(jù)進行第二數(shù)據(jù)處理。在存儲器與外部設備進行數(shù)據(jù)交換時，讀取第一組N位數(shù)據(jù)和第二組N位數(shù)據(jù)，進行第二數(shù)據(jù)處理；通過第一組m個數(shù)據(jù)引腳，從外部設備接收第三組N位數(shù)據(jù)；通過第二組m個數(shù)據(jù)引腳，向外部設備傳輸?shù)谝唤MN位數(shù)據(jù)；對第三組N位數(shù)據(jù)和第二數(shù)據(jù)處理后的第二組N位數(shù)據(jù)進行第一數(shù)據(jù)處理，并寫入數(shù)據(jù)存儲模塊。由此，在進行數(shù)據(jù)交換操作時，能夠顯著減少數(shù)據(jù)移動處理，減少所耗費的時間。

技術領域

本公開涉及數(shù)據(jù)存儲技術，特別涉及存儲器的數(shù)據(jù)讀寫技術。

背景技術

計算機系統(tǒng)的計算結果和服務信息臨時保存在內存中，這些數(shù)據(jù)在系統(tǒng)掉電后將丟失，甚至能引起整個系統(tǒng)的崩潰。

新興的非易失性存儲器（NVM），如電阻式隨機存取存儲器（ReRAM）、相變存儲器（PCM）和閃存，展現(xiàn)了更高位密度和在斷電后仍然能夠保持數(shù)據(jù)的優(yōu)勢。然而，NVM往往受限于它們較高的訪問延遲和較差的耐久性能。

易失性存儲器如動態(tài)隨機存取存儲器（DRAM）則相反，展現(xiàn)了較低延遲和幾乎無限的耐久性能。但是易失性存儲器卻具有有限的容量，且在斷電后難以保持數(shù)據(jù)。

因此，結合非易失性存儲器技術和易失性存儲器技術的混合存儲器系統(tǒng)非常有希望提供在容量、斷電保持、延遲、耐久性能方面提升的綜合性能。

例如，新提出的非易失性雙列直插式存儲模塊（NVDIMM），結合DRAM和NVM技術，可以解決系統(tǒng)異常掉電情況下，內存數(shù)據(jù)的保存工作，并且能夠在系統(tǒng)恢復正常運行后，繼續(xù)之前的工作。

目前，采用混合存儲器系統(tǒng)的主要方案主要有兩種。一種方案使用DRAM作為緩存，而使用NVM作為主存儲器。另一種方案使用DRAM和NVM作為平坦地址空間存儲器系統(tǒng)。

然而，兩種方案都會要求DRAM和NVM之間的數(shù)據(jù)交換移動。

具體說來，對于使用DRAM作為緩存（例如頁面緩存）的第一種方案，緩存替換要求將舊的緩存頁面從DRAM中剔除，而將新的頁面提取到DRAM中，由此引發(fā)需要依次實施的讀和寫處理。

而對于平坦地址空間方案，系統(tǒng)需要將熱點頁面移動到數(shù)據(jù)讀寫速度較快的DRAM，而將冷門頁面移動到數(shù)據(jù)讀寫速度較慢的NVM。因此，同樣會引發(fā)交換頁面的系列處理。

這種數(shù)據(jù)交換移動需要耗費一定的讀寫操作時間。

更重要的是，在DRAM和NVM之間的緩存替換/頁面交換處理中，DRAM被阻塞，從而延長了存儲器響應時間，并且降低了存儲器帶寬。

因此，仍然需要一種改進的數(shù)據(jù)存儲方案。

發(fā)明內容

本公開要解決的一個技術問題是提供一種能夠簡化存儲器的數(shù)據(jù)讀寫過程的數(shù)據(jù)存儲方案。