[发明专利]非易失性RAM盘

说明书

技术领域

本发明涉及在非易失性存储器中实现RAM盘。

背景技术

相变存储器和开关（PCMS）是开发中的作为现今的固态存储设备中普遍存在的NAND非易失性存储的后继者的非易失性存储技术。PCMS提供比NAND闪存高得多的性能并且实际上开始逼近当前在大部分客户端计算设备中用作主要动态存储的动态随机存取存储器（DRAM）的性能点。尽管PCMS存储初始可每位比NAND存储更昂贵，预测到该关系随时间改变直至PCMS要比NAND便宜。

附图说明

下列描述和附图用于图示本发明的实施例。在图中：

图1图示采用基于NVRAM的RAM盘的计算机系统的实施例。

图2图示利用备选存储器子系统拓扑的计算机系统的实施例。

图3是另一个备选存储器子系统拓扑的实施例。

图4图示基于DMA控制器的DRAM到NVRAM转移（transfer）系统的实施例。

图5图示DRAM到NVRAM RAM盘转移系统的另一个实施例。

图6图示映射到软件应用地址空间的NVRAM RAM盘的实施例。

图7是在PCMS存储器空间中分配RAM盘并且将RAM盘直接映射到软件应用的逻辑地址空间的过程的实施例的流程图。

图8是在PCMS存储器空间中分配RAM盘并且执行从DRAM存储器到基于PCMS的RAM盘的DMA数据转移的过程的实施例的流程图。

具体实施方式

具有集成电路中晶体管性能提高和尺寸减小的例如PCMS非易失性存储等技术的组合允许通常将局限于易失性存储器的软件方案在非易失性实施例中能适用并且也尤其有益。例如，通常在易失性存储器中实现的随机存取存储器（RAM）盘如果用非易失性存储器技术实现则将具有扩大的益处。RAM盘是存储器块，在计算机系统上运行的操作系统或软件应用将其视为好像该块是大容量存储盘（即，硬驱动器、固态驱动器，等）一样。RAM盘在软件应用试图频繁访问大容量存储盘时是有用的。因为RAM盘驻存在存储器中，如果被访问的项定位在RAM盘上而不是定位在外面的实际大容量存储驱动器，访问可以以小得多的延迟而发生。另外，当RAM盘在非易失性存储器中实现时，可实现额外的益处，例如使功率状态转变的速度增加以及用于计算机系统的安全性增加的方案。

从而，非易失性存储器/存储技术使给定RAM盘的效率提高。存在许多类型的非易失性存储，但根据描述的许多实施例，使用非易失性随机存取存储器（NVRAM）存储并且在下文更详细地描述它。

1. 非易失性随机存取存储器综览

对于NVRAM存在许多可能的技术选项，包括相变存储器（PCM）、相变存储器和开关（PCMS）（后者是前者的更特定实现）、字节可寻址持续存储器（BPRAM）、存储类存储器（SCM）、通用存储器、Ge2Sb2Te5、可编程金属化单元（PMC）、电阻存储器（RRAM）、RESET（非晶）单元、SET（结晶）单元、PCME、Ovshinsky存储器、铁电存储器（也称为聚合物存储器和聚（N-乙烯基咔唑））、铁磁存储器（也称为自旋电子、SPRAM（自旋转移转矩RAM）、STRAM（自旋遂穿RAM）、磁阻存储器、磁性存储器和磁性随机存取存储器（MRAM）和半导体-氧化物-氮化物-氧化物-半导体（SONOS，也称为介电存储器）。

 

NVRAM具有下列特性：

·甚至如果去除电力的话，它维持它的内容，这与在固态盘（SSD）中使用的FLASH存储器类似，并且与易失性的SRAM和DRAM不同；

·它可具有比例如SRAM和DRAM等易失性存储器要低的总功耗；

·它可具有与SRAM和DRAM（也称为随机可寻址）相似的随机存取；

·它以比SSD中存在的FLASH要低的粒度级（例如，字节级）可重写和可擦除（其仅可以每次一个“块”地被重写和擦除－在大小上对于NOR FLASH最小是64千字节并且对于NAND FLASH是16千字节）；

·它可以用作系统存储器并且被分配系统存储器地址空间的全部或一部分；