[发明专利]存储器控制设备和包括其的计算设备

说明书

本申请涉及存储器控制设备和包括其的计算设备。提供了包括CPU、存储器和基于闪存的储存设备的计算设备的存储器控制设备。存储器控制设备包括地址管理器和接口。地址管理器将存储器的存储器空间和储存设备的储存空间聚合成扩展的存储器空间，并且通过使用存储器的存储器空间作为用于储存设备的储存空间的高速缓存来处理来自CPU的对扩展的存储器空间的存储器请求。该接口用于访问存储器和储存设备。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年12月6日提交的韩国专利申请第10-2017-0166935号和于2018年10月22日提交的韩国专利申请第10-2018-0126267号的优先权和利益，这两个专利申请的全部内容通过引用被并入本文。

背景

(a)领域

所描述的技术大体上涉及存储器控制设备以及包括其的计算设备。

(b)相关技术的描述

最近，持久存储器技术受到了相当大的关注，因为它们可以显著提高数据中心和高性能计算机的性能。具体地，在许多计算领域中，需要后端储存来从系统故障和崩溃中恢复。由于持久存储器可以自发并即时地恢复所有存储器状态，因此它可以消除对后端储存的大量访问以及相关的运行时间开销。

存在持久存储器技术的多种体现，包括NVDIMM(非易失性双列直插式存储器模块)，例如NVDIMM-N和NVDIMM-P。例如，NVDIMM-N由DRAM(动态随机存取存储器)和电池组成，但需要某种软件支持，例如来自OS(操作系统)的直接存取(DAX)。NVDIMM-N还集成用户不可见的小型闪存设备，且仅用于在电源故障出现时备份来自DRAM的数据。NVDIMM-P是将具有储存级存储器(例如3D Xpoint^TM或闪存)的电池支持的DRAM放置在同一模块上的仅硬件解决方案，并且不需要任何软件支持来受益于由储存级存储器提供的大容量。由于NVDIMM提供具有类似DRAM的延迟和带宽的字节可寻址的持久性，因此它对各种数据密集应用(例如数据库管理系统(DBMS)、事务处理和检验指示)可能是有用的。然而，由于电池技术的差的扩展，NVDIMM的DRAM容量是有限的。例如，在过去的二十年里，DRAM的储存密度增加了大于很多数量级，而锂离子电池的能量密度仅增至三倍。

构建大而可扩展但持久的存储器空间的可能解决方案之一是将NVDIMM与SSD(固态驱动器)和存储器映射文件(MMF)一起使用，这可以在存储器管理器中或文件系统中实现。这允许数据密集应用使用传统的加载/存储指令来访问大的存储空间。然而，与仅NVDIMM解决方案相比，这种MMF辅助的持久存储器可使在用户级处的数据密集应用的性能平均下降48％。这种性能下降不仅由加载/存储指令所经历的长时间停顿而且也由软件开销以及在用户和系统存储器空间之间的大量数据复制操作引起。

概述

本发明的实施例提供了能够将存储器的存储器空间和储存设备的储存空间聚合成扩展的存储器空间的一种存储器控制设备和包括该存储器控制设备的计算机设备。

根据本发明的实施例，提供了一种计算设备的存储器控制设备，该计算设备包括中央处理单元(CPU)、存储器和基于闪存的储存设备。存储器控制设备包括地址管理器和用于访问存储器和储存设备的接口。地址管理器将存储器的存储器空间和储存设备的储存空间聚合成扩展的存储器空间，并且通过使用存储器的存储器空间作为对于储存设备的储存空间的高速缓存来处理来自CPU的对扩展的存储器空间的存储器请求。

存储器请求的地址可以是使用储存空间的容量作为主存储器的存储器空间的容量的主存储器的地址，并且地址管理器可以通过将储存设备的储存空间映射到存储器的存储器空间来处理存储器请求。

地址管理器可以通过使用基于存储器请求的地址查找在高速缓存中的命中或未命中的高速缓存逻辑来将存储器的存储器空间和储存设备的储存空间聚合成扩展的存储器空间。