[发明专利]混合安全非易失性主存储器

说明书

背景技术

诸如忆阻器、相变随机存取存储器（PCRAM）和自旋转移力矩随机存取存储器（STT- RAM）之类的非易失性存储器（NVM）技术提供构建相对快速且不昂贵的非易失性主存储器 （NVMM）系统的可能性。这些NVMM系统可以用于实现例如瞬时开启系统、高性能持久性存储 器以及单级存储器和存储装置。NVMM系统典型地遭受安全漏洞，因为这些系统中的信息在 系统掉电之后保持在其上。该安全漏洞可以用于从NVMM系统对信息的未经授权的提取。

附图说明

本公开的特征是通过示例的方式来说明的且在以下（一幅或多幅）附图中不受限， 在附图中相似的标号指示相似的元素，其中：

图1图示了根据本公开的示例的混合安全非易失性主存储器（HSNVMM）的架构；

图2图示了根据本公开的示例的用于图1的HSNVMM的安全控制器；

图3图示了根据本公开的示例的用于实现图1的HSNVMM的方法；

图4图示了根据本公开的示例的用于实现图1的HSNVMM的方法的进一步细节；以及

图5图示了根据本公开的示例的计算机系统。

具体实施方式

出于简明和说明性目的，通过主要参照示例来描述本公开。在以下描述中，阐述众 多具体细节以便提供对本公开的透彻理解。然而，将容易明显的是，本公开可以在不限于这 些具体细节的情况下实践。在其它实例中，一些方法和结构未被详细描述以免不必要地使 本公开晦涩难懂。

贯穿本公开，术语“一”和“一个”意图表示至少一个特定元件。如本文所使用的，术 语“包括”意指包括但不限于，术语“包括……在内”意指包括……在内但不限于。术语“基 于”意指至少部分地基于。

相比于易失性存储器，用于实现非易失性主存储器（NVMM）系统的非易失性存储器 （NVM）技术可以向使用这样的存储器类型的系统添加漏洞。例如，在缺少安全特征的情况 下，可以使NVM离线并与NVMM系统分离地对NVM进行扫描以获取敏感信息，甚至当NVMM系统 断电时亦如此，因为数据保持在NVM中。提供NVMM系统中的安全性的技术的示例包括加密。 然而，加密可能负面地影响NVMM系统的性能特性。例如，与其中加密等待时间可能计及总体 盘访问等待时间的相对小百分比的硬盘驱动器加密形成对照，硬件加密等待时间可能计及 主存储器访问等待时间的相对高百分比。

根据示例，本文公开了一种混合安全非易失性主存储器（HSNVMM）。HSNVMM可以提 供自包含的安全且高性能主存储器。例如，HSNVMM的加密能力可以独立于特定处理器平台 或指令集架构（ISA），且可能不需要对处理器架构的具体改变。HSNVMM可以提供范围例如从 服务器、膝上型电脑和移动电话到嵌入式系统的广范围的平台上的普适性解决方案。 HSNVMM还可以提供用于易失性存储器系统（例如动态随机存取存储器（DRAM））的普适性重 放置。HSNVMM可以以最小的性能开销提供安全性和加密。HSNVMM还可以用于将以数据为中 心的数据中心作为目标以提供针对具有大工作数据集的存储器中工作负载的安全解决方 案。

HSNVMM可以使用如本文所描述的增量加密。例如，关于批量加密和增量加密，对于 基于DRAM的主存储器，当系统掉电时，存在在其中主存储器仍旧保留信息的称为漏洞窗口 （VW）的短暂时间段（例如从半秒到几秒）。相比于基于DRAM的系统，HSNVMM可以提供VW的匹 配和/或减小。批量加密可以被定义为当系统掉电时整个存储器的加密。增量加密可以包括 一直维持所加密的存储器的大部分，使得存储器页的小百分比需要在掉电时被加密。在 NVMM上的批量加密的情况下，加密整个主存储器可能花费相对长的时间（例如数十秒或甚 至更长），因而VW可能比DRAM的VM大得多。此外，在批量加密的情况下，VW可以被确定为每存 储器模块的存储器容量和写入带宽的函数。当在未来的系统中提供更大的主存储器时，VW 可能增长。对于利用增量加密的NVMM，存储器的不同部分可以在不同时间处被加密，使得工 作集数据被解密并且典型地大得多的其余存储器数据处于经加密的形式。因此，对于利用 增量加密的NVMM，在任何给定时间处，存储器的大部分处于经加密的形式。由于存储器的一 小部分需要在掉电时被加密，因此VW可以短得多，从而匹配或优于DRAM系统的VW。