[发明专利]对存储器进行群组式耗损平均的方法及设备

说明书

技术领域

本发明是有关于存储器装置技术领域，尤其是一种对包括多个页面的一存储器进行群组式耗损平均的方法及设备。

背景技术

非易失性存储器具有写入/擦除耐久性限制。在没有使用次数的存储器管理的情况下，存储器可能过早地耗损或甚至导致系统故障。供存储器管理用的耗损平均(wear leveling)是增加非易失性存储器耐久性的方法。有效耗损平均算法的实行可能消耗存储器空间，增加操作复杂性，并导致系统架空及延迟。因此，在低延迟与有效耗损平均之间达到权衡是重要的。对于非易失性存储器(例如相变材料式存储器)的写入/擦除耐久性限制可以是大约10⁶-10⁹，低于动态随机存取存储器(DRAM)的限制(可以是10¹⁵以上)。因此，对于使用于高耐久性环境的非易失性存储器(像正常受限于DRAM的高耐久性环境)，有效的耗损平均算法可能更重要。

理想上是可提供一种有效耗损平均设计，其具有低计算复杂性及低延迟，且可以与用于存储器管理的既存虚寻址机构相容。

发明内容

本发明提供一种对包括多个页面的一存储器进行群组式耗损平均的方法及设备，以达非易失性存储器(包括相变存储器)的耗损平均。此方法包括依据多个使用次数指派多个使用中的页面给多个使用中的群组，这些群组是支持此方法的数据结构。该多个使用中的群组包括最低使用次数范围的低度使用中的群组，以及最高使用次数范围的高度使用中的群组。此方法包括依据多个使用次数指派多个空页面给多个空群组。该多个空群组包括最低使用次数范围的低空群组，以及最高使用次数范围的高空群组。此方法维持多个使用中的页面的多个使用次数。对于使用中的一特定页面的一触发事件，此方法决定特定页面的使用次数是否超过一热交换阈值，如果是，则将此特定页面中的数据移动至低空群组中的一目标页面，将此特定页面的状态从使用中的改变成空闲(free)，将目标页面的状态从空闲改变成使用中，以及将现在使用中的的目标页面加至一使用中的群组。特定页面亦被加至一空群组。其他耗损平均程序可通过使用群组构造而被执行。本发明亦说明一种实施耗损平均程序的设备。

本发明的其他实施样态及优点可以从以下图式、详细说明与权利要求范围而了解。

附图说明

图1是一例示存储器管理系统的方块图。

图2A至图2B显示针对由耗损平均所招致的地址重新映像的一分页表(page table)中的登载项的修改。

图3显示一例示数据结构。

图4显示用以交换热页面的动态耗损平均。

图5是动态耗损平均的流程图。

图6显示用以交换冷页面的静态耗损平均。

图7是静态耗损平均的流程图。

图8是一例示计算机系统的方块图。

【主要元件符号说明】

c[q]：使用次数

F[b]：低空群组

F[h]：高空群组中的最终页面

I[b]：低度使用中的群组

p：空页面

q：使用中的页面

R：热交换阈值

TLB：转换后备缓冲器

3：登载项

100：存储器管理系统

120：操作系统

122：OS层分页

124：寿命感知管理

130：存储器管理单元

132：地址转换单元

134：转换后备缓冲器

136：使用次数快取

140：存储器

142：分页表

144：计数器

242：分页表

244：逻辑页面地址

245：实体页面地址

250：箭号

251：箭号

252：箭号

310：空列表

311～319：空群组

311a：最前空页面

319a：最前空页面

319b：最终空页面

319c：最终空页面

320：使用中的列表

321～329：使用中的群组

321a：使用中的页面

329a：最前使用页面

329z：最终使用中的页面

810：计算机系统

812：总线次系统

814：存储器控制器

816：数据处理器