[发明专利]2级存储器分级结构中的存储器侧高速缓存的动态部分断电

说明书

描述用于刷新多级存储器分级结构中的存储器侧高速缓存(MSC)的所指定区域的系统和方法。例如，按照一个实施例的计算机系统包括：存储器子系统，包括非易失性系统存储器和用于缓存非易失性系统存储器的部分的易失性存储器侧高速缓存(MSC)；以及刷新引擎，用于响应与MSC的所指定区域关联的停用条件而将MSC的所指定区域刷新到非易失性系统存储器。

技术领域

一般来说，本发明涉及计算机系统领域。更具体来说，本发明涉及用于实现多级存储器分级结构的设备和方法。

背景技术

A.当前存储器和存储配置

当今计算机革新的限制因素之一是存储器和存储技术。在常规计算机系统中，系统存储器(又称作主要存储器、主存储器、可执行存储器)通常由动态随机存取存储器(DRAM)来实现。基于DRAM的存储器甚至在没有存储器读取或写入发生时也消耗功率，因为它必须不断对内部电容器再充电。基于DRAM的存储器是易失性的，这意味着，一旦去除电力，则DRAM存储器中存储的数据丢失。常规计算机系统还依靠多级缓存来改进性能。高速缓存是定位在处理器与系统存储器之间的高速存储器，以便比可能从系统存储器服务于存储器存取请求更快地服务于存储器存取请求。这类高速缓存通常采用静态随机存取存储器(SRAM)来实现。高速缓存管理协议可用来确保将最频繁存取的数据和指令存储在高速缓存级之一内，由此减少存储器存取事务的数量并且改进性能。

关于大容量存储(又称作辅助存储或磁盘存储)，常规大容量存储装置通常包括磁介质(例如硬盘驱动器)、光介质(例如压缩盘(CD)驱动器、数字多功能光盘(DVD)等)、全息介质和/或大容量闪速存储器(例如固态驱动器(SSD)、可拆卸闪速驱动器等)。一般来说，这些存储装置被认为是输入/输出(I/O)装置，因为它们由处理器经过实现各种I/O协议的各种I/O适配器来存取。这些I/O适配器和I/O协议消耗大量功率，并且能够对裸晶面积和平台的形状因数具有显著影响。在没有连接到永久电源时具有有限电池使用寿命的便携或移动装置(例如膝上型计算机、上网本、平板计算机、个人数字助理(PDA)、便携媒体播放器、便携游戏装置、数码相机、移动电话、智能电话、特征电话等)可包括可拆卸大容量存储装置(例如嵌入式多媒体卡(eMMC)、安全数字(SD)卡))，其通常经由低功率互连和I/O控制器来耦合到处理器，以便满足活动和空闲功率预算。

关于固件存储器(例如引导存储器(又称作BIOS 闪存))，常规计算机系统通常使用闪速存储器装置来存储经常被读取但很少(或者从不)被写入的永久系统信息。例如，在引导过程(基本输入和输出系统(BIOS)镜像)期间由处理器所运行、以初始化关键系统组件的初始指令通常存储在闪速存储器装置中。市场上当前可用的闪速存储器装置一般具有有限速度(例如50 MHz)。这个速度由于读协议的开销(例如2.5 MHz)而进一步减小。为了加速BIOS执行速度，常规处理器一般在引导过程的预扩展固件接口(PEI)阶段期间缓存BIOS代码的一部分。处理器高速缓存的大小对PEI阶段中使用的BIOS代码(又称作“PEI BIOS代码”)的大小提出限制。

B. 相变存储器(PCM)及相关技术

有时又称作相变随机存取存储器(PRAM或PCRAM)、PCME、奥式统一存储器或硫属化物RAM(C-RAM)的相变存储器(PCM)是一种类型的非易失性计算机存储器，其利用硫属化物玻璃的独特行为。由于通过电流的经过所产生的热量，硫属化物玻璃能够在两种状态之间来切换：晶体和非晶。PCM的最近版本能够实现两种附加的不同状态。

PCM提供比闪存要高的性能，因为PCM的存储器元件能够更快速切换，写入(将单独位改变成1或0)能够在无需首先擦除单元的整个块的情况下进行，以及来自写入的降级较慢(PCM装置可经受得住大约1亿次写循环；PCM降级归因于编程期间的热膨胀、金属(和其它材料)迁移和其它机制)。

附图说明

以下描述和附图用来说明本发明的实施例。附图包括：

图1示出按照本发明的实施例的高速缓存和系统存储器布置；