[发明专利]对高性能存储器的存储器管理

说明书

本文描述了用于对高性能存储器进行存储器管理的各种系统和方法。一种用于管理高性能存储器的系统，该系统包括：随机存取存储器；高性能存储器，该高性能存储器具有比随机存取存储器更高的性能；以及存储器管理单元，其用于：获得驻留在随机存取存储器中的多个块的执行度量；基于块的活动性从多个块中选择块；将块移至高性能存储器；以及将针对块的虚拟存储器映射从随机存取存储器更新至高性能存储器。

优先权申请

本申请要求于2015年12月23日提交的美国申请第14/757,418号的优先权的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本文描述的实施例总体上涉及存储器管理，并且具体地涉及对高性能存储器的存储器管理。

背景技术

通过使用多种技术来获得计算能力的增加，这些技术包括增加中央处理单元(CPU)操作速度，增加CPU核心，添加一个或多个CPU高速缓存，添加每核心线程，增加存储器带宽或速度，增加主存储器的量等。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的组件。具有不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似组件的不同实例。在附图的图中通过示例的方式而非通过限制的方式示出了一些实施例，其中：

图1是示出根据实施例的计算机系统的示例性硬件和软件架构的图，其中示出了硬件组件与软件组件之间的各种接口；

图2是示出根据实施例的控制和数据流的框图；

图3是示出根据实施例的管理高性能存储器的系统的框图；

图4是示出根据实施例的管理高性能存储器的方法的流程图；以及

图5是示出根据示例实施例的本文所讨论的技术(例如，方法)中的任何一个或多个可以在其上执行的示例机器的框图。

具体实施方式

在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以便提供对一些示例实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开。

常规的存储器模块在两个维度上按照行和列来组织存储器单元。近年来，存储器被设计为增加数据速率(例如，双倍数据速率(DDR)SDRAM(同步动态随机存取存储器)、DDR2(2型DDR SDRAM)、DDR3(3型DDR SDRAM)等)或增加带宽(例如，DDR4)。

新的存储器设备堆叠硅晶片或管芯并使用硅通孔(TSV)垂直地将其互连。3D存储器模块的示例是混合存储器立方体(HMC)，其堆叠由内部垂直导体(例如，TSV)连接的单独模块存储器管芯(例如，存储器设备)。TSV是垂直导体，其将一堆单独的存储器管芯与控制器电连接。HMC可以提供更小的形状因子，实现更高的带宽和其他效率，同时使用更少的能量来传送每比特数据。3D存储器的另一示例是高带宽存储器(HBM)，其也被设计为具有堆叠配置中的多达八个DRAM管芯以及具有存储器控制器的可选基底管芯。HBM中的管芯的堆可以使用TSV进行互连。当与常规DRAM进行比较时，HBM提供了非常宽的存储器带宽。例如，在4个DRAM管芯堆叠的情况下，HBM提供每个管芯两个128位通道，总共8个通道，并且宽度为1024位。在存储器模块上使用四个这样的堆提供了4096位存储器总线；相比DDR3或DDR4总线有很大的改进。其他类型的高性能存储器也即将出现，包括3D Xpoint^TM、通用闪速存储(UFS)、3D NAND闪存以及围绕宽I/O和相关标准构建的技术。

由于这些存储器模块的制造和生产的初始成本很高，这些先进的存储器模块可能以有限的量提供给消费者。一种设计选项是提供高性能存储器模块以及DDR3或DD4SDRAM模块。这种设计为最终用户提供了增加的速度，而没有用高性能RAM替换系统中所有RAM的全部运输成本。