[发明专利]用于能量高效计算的异构存储器晶片堆叠

说明书

描述了提供异构存储器晶片堆叠用于能量高效计算的方法和设备。在一个实施例中，具有开关的相变存储器（PCMS）晶片耦合于动态随机存取存储器（DRAM）晶片和中央处理单元（CPU）晶片。CPU检查点设置状态数据首先存储在PCMS晶片中，之后在稍后且更加延长的时间将检查点设置数据传输到备份介质。还公开其他实施例并且对其要求保护。

技术领域

本公开一般涉及电子器件领域。更具体地，本发明的一些实施例一般涉及预备异构存储器晶片（die）堆叠用于能量高效计算。

背景技术

为了提高性能，Exascale计算使成千上万个CPU（中央处理单元）互连来交付Exaflop级性能。在24小时模拟（例如天气预报）期间，CPU中的若干个可能失效。检查点设置（checkpointing）技术典型地用于定期保存问题数据集的图像使得在出现失效时，机器可后退到最后保存的数据集副本并且继续从该点计算。这样，即使每天可能出现许多失效，问题可结束。越经常对数据集进行检查点设置，机器需要后退到检查点时失去的时间越少。然而将Exascale系统中的数据集保存至备份介质所花的时间可消耗机器运行的时间的大部分，从而使性能下降。

附图说明

参考附图提供详细描述。在图中，标号最左边的数字标识该标号首次出现所在的图。在不同的图中使用相同的标号指示相似或相同的项目。

图1、4和5图示计算系统（可用于实现本文论述的各种实施例）的实施例的框图。

图2图示根据实施例的集成电路晶片组件的透视图。

图3图示根据本发明的实施例的方法的流程图。

具体实施方式

在下列描述中，阐述许多具体细节以便提供对各种实施例的全面理解。然而，本发明各种实施例可在没有这些具体细节的情况下实践。在其它实例中，未详细描述众所周知的方法、规程、部件和电路以便不混淆本发明的特定实施例。此外，本发明的实施例的各种方面可使用例如集成半导体电路（“硬件”）、组织到一个或多个程序（“软件”）内的计算机可读指令或硬件和软件的一定组合等各种手段来执行。为了该公开的目的，对“逻辑”的引用应意指硬件、软件或其一定组合。

在一些实施例中，提供低功率和/或高带宽技术来允许对状态数据进行检查点设置（例如，在Exascale计算机系统或其他类型的计算系统中，其包括例如智能电话、平板电脑、便携式游戏控制台等移动计算设备）。如本文论述的，检查点设置一般指定期保存关于问题或程序的状态的数据来提供容错的技术。在出现失效时，最近存储的状态数据可复原以实现从失效恢复并且继续处理问题而不必从头开始。如上文论述的。在当前机器中检查点设置是耗时的过程，其使系统的性能下降并且可使用硬盘驱动器以在很长的时期内存储大容量数据。

在实施例中，状态数据集的快照可在相对较短的第一时期（例如，小于10秒）期间保存并且然后在延长的第二时期内（例如，逐渐）复制到备份介质。因此，第二时期可比第一时期长得多。此外，在复制快照时，机器（例如，CPU）可继续执行指令并且处理问题。这些技术可使为了存储器检查点设置而失去的性能减少到相对可忽略的量。

本发明的实施例还可在手持计算设备中使用来以大大减少的功率交付高带宽存储器。例如，DRAM（动态随机存取存储器）和例如PCMS（具有开关的相变存储器）晶片等非易失性存储器的异构堆叠可用于实现集成的二级存储器（2LM）系统。因此，本文论述的技术可应用于从手持设备到Exascale HPC（高性能计算）的一系列计算设备，来提供高带宽和/或低功率异构存储器分层结构，其由DRAM和PCMS设备组成。