DRAM内存库激活管理制造技术

本发明专利技术涉及DRAM内存库激活管理。本发明专利技术提供一种系统、方法和计算机程序产品，用于按周期管理DRAM内存库的激活。采用具有内嵌调度逻辑的内存控制器来管理该系统、方法和计算机程序产品，以及限制给定周期中活动内存库的数量，从而以最小的性能损失(如果有的话)节省电力。调度逻辑提供管理相关联DRAM内存库的状态的指令。每个内存库处于空闲状态或活动状态，其中空闲状态比活动状态消耗更少的电力。调度逻辑限制任何周期中的活动内存库的数量，其它所有内存库则处于空闲状态，这为相关联的系统提供了电力节省。

DRAM Memory Library Activation Management

The invention relates to DRAM memory library activation management. The invention provides a system, method and computer program product for periodically managing the activation of DRAM memory library. A memory controller with embedded scheduling logic is used to manage the system, methods and computer program products, and to limit the number of active memory libraries in a given cycle, thereby saving power with minimal performance loss (if any). Scheduling logic provides instructions to manage the state of associated DRAM memory libraries. Each memory library is in an idle or active state, where idle state consumes less power than active state. Scheduling logic limits the number of active memory libraries in any cycle, while all other memory libraries are idle, which provides power savings for associated systems.

【技术实现步骤摘要】
DRAM内存库激活管理
本专利技术实施例涉及DRAM中一个或多个内存库(bank)的管理。更具体地，这些实施例涉及通过控制内存库的操作状态管理相关DRAM的电耗，以及缓和相关数据总线上空周期的产生。
技术介绍
存储器分为两类，即易失性存储器和非易失性存储器。易失性存储器是仅在相关联的设备接受供电时才保持数据的计算机存储器。在供电被移除时，数据不再被保持。易失性存储器(volatilememory，也称为volatilestorage)的例子是随机存取存储器(RAM)。非易失性存储器是计算机存储器的一种形式，其不需要连续的电源就能保持存储在相关存储设备中的数据。非易失性存储器(non-volatilememory，也称为non-volatilestorage)的例子是硬盘驱动器(HDD)、固态驱动器(SSD)、通用串行总线驱动器(USB)。动态随机存取存储器(以下称为DRAM)是多维(multi-dimensional)存储器。DRAM位于插入主板的模块中，有时也称为RAM。之所以称之为动态的，是因为它必须不断被刷新，以免丢失存储的数据。DRAM与静态RAM(SRAM)形成对比，后者用于中央处理单元(CPU)内部或附近的高速缓存。如本文所述，DRAM是多维存储器结构，具有不同的操作状态，并且每个操作状态具有相关联的电耗。
技术实现思路
本专利技术提供用于管理DRAM存储器的分层体系(hierarchy)中的内存库(banks)的操作状态的系统、计算机程序产品和方法。一方面，提供了一种计算机系统，其具有可操作地耦合到DRAM的处理单元。内存控制器可操作地耦合到DRAM以及读队列和写队列。内存控制器被配置为管理DRAM。该管理包括内存控制器跟踪内存区块(rank)中的每个DRAM内存库的操作状态。该状态可能是活动的(active)、在等待CAS命令或空闲的。内存控制器跟踪与每个内存库的被跟踪操作状态有关的所述队列之一中未完成CAS命令的数量。未完成CAS命令可能在CAS的服务下和/或在等待CAS的服务。每个周期，内存控制器识别选择的队列中等待服务的CAS命令的被跟踪数量，并且根据预定义比率评估所识别的数量。鉴于空闲状态比活动状态消耗的电力少，内存控制器基于该周期评估来管理内存库的操作状态，包括单独控制每个内存库的操作状态，对操作状态的单独控制包括延迟DRAM中处于空闲状态的内存库的激活。另一方面，提供一种用于管理DRAM的计算机程序产品。该计算机程序产品包含计算机可读存储设备，该计算机可读存储设备具有其中体现的程序代码，该程序代码可由处理单元执行以跟踪内存区块中每个DRAM内存库的操作状态。操作状态可以是活动的、在等待CAS命令或空闲的。程序代码跟踪与每个内存库的被跟踪操作状态有关的请求队列中未完成CAS命令的数量。未完成CAS命令包括在CAS的服务下的和在等待CAS的服务的。每个周期，程序代码识别当前周期在选择的队列中等待服务的CAS命令的被跟踪数量，并根据预定义比率评估所识别的数量。程序代码基于周期评估来管理内存库的操作状态。该管理包括单独地控制内存库的每个的操作状态，其中空闲状态比活动状态消耗更少的电力。对操作状态的单独控制包括程序代码延迟DRAM中处于空闲状态的内存库的激活。再一方面，提供一种用于管理DRAM的操作的方法。跟踪内存区块中每个DRAM内存库的操作状态。内存库操作状态可能是活动的、在等待CAS命令或空闲的。跟踪DRAM中的两个量。被跟踪量之一是与每个内存库的被跟踪操作状态相关地被跟踪的请求队列中的未完成CAS命令。被跟踪量的另一个是与每个内存库的被跟踪状态相关的请求队列中的未完成CAS命令。未完成CAS命令是在CAS的服务下的和/或在等待CAS的服务的。对于每个周期，识别当前周期在选择的队列中等待服务的CAS命令的被跟踪数量，并根据预定义比率评估所识别的数量。基于周期评估来管理内存库的操作状态。该管理包括单独地控制内存库的每个的操作状态，包括延迟处于空闲状态的内存库的激活。这些和其他特征和优点，将在以下结合附图对当前优选实施例的详细描述中变得显而易见。附图说明被视为实施例的主题，在本说明书结尾处的权利要求中予以特别指出，并清楚地要求保护。通过以下结合附图的详细描述，这些实施例的前述和其他特征以及优点是显而易见的，其中：图1示出例示DRAM芯片的现有技术的框图的框图。图2示出例示用于管理DRAM中的数据请求的过程的流程图。图3示出例示图2中示出和描述的管理的示例的流程图。图4示出例示DRAM内存控制器的框图。图5示出用于实现本专利技术实施例的一个实施例的系统的框图。具体实施方式容易理解，如本文附图中一般描述和说明的本专利技术实施例的组件，可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对如附图中所示的本专利技术实施例的装置、系统和方法的实施例的详细描述，并非旨在限制所要求保护的实施例的范围，而仅仅是所选实施例的代表。贯穿本说明书提及的“所选实施例”、“一个实施例”或“实施例”，意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本专利技术实施例的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书在各处出现的短语“所选实施例”、“在一个实施例中”或“在实施例中”，不一定是指同一实施例。通过参考附图，将最好地理解所示实施例，其中相同的部分始终由相同的数字表示。以下描述仅旨在作为示例，并且简单地示出了与本文权利要求书要求保护的实施例一致的设备、系统和过程的某些选择的实施例。如本文所述，计算机存储器是按层次结构组织的。寄存器、SRAM和DRAM都是各种形式的易失性存储器。DRAM是逻辑上细分为多维形式的计算机芯片，DRAM的维(dimensions)包括寻址用的内存库(bank)行和列。DRAM内存区块(rank)是独立寻址的模块上的独立DRAM芯片组。DRAM内存库是逻辑存储单元(storageunit)。在一个实施例中，内存库由跨越若干芯片的多列和多行存储单元组成。本文公开了一种用于在每个周期期间管理DRAM内存库激活(activation)的系统、方法和计算机程序产品。采用调度逻辑来管理该系统、方法和计算机程序产品，以及限制给定周期中活动(active)内存库的数量，从而以最小的性能损失(如果有的话)节省电力。调度逻辑提供管理相关联的DRAM内存库的状态的指令。每个内存库处于空闲状态或活动状态。可以理解，空闲状态比活动状态消耗的电力少。因此，保持一个或多个非活动DRAM内存库在空闲状态,可以为相关联的系统节电。参见图1，提供了现有技术的DRAM芯片的框图100。如图所示，芯片DRAMChip0具有四个内存库，在此称为Bank0110、Bank1120、Bank2130和Bank3140。虽然只显示了四个内存库，但不应将此数量视为限制。在一个实施例中，芯片可以配置有8个、16个或32个内存库。每个内存库分为行和列。在这里示出的示例中，Bank0110具有M行和N列。行和列的数量仅用于说明目的，不应视为限制。Bank1120、Bank2130和Bank3140与Bank0110类似地配置。这里示出的示例限于行的一个选择的部分，并且仅用于说明目的。每个内存库显示有6行和8列。列由宽度定义，可配置为四位(x4)、八位(8x)或十六位(x本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计算机系统，包括：处理单元，可操作地耦合到DRAM；内存控制器，可操作地耦合到DRAM，该内存控制器可操作地耦合读队列和写队列；该内存控制器管理该DRAM，包含：跟踪内存区块中每个DRAM内存库的操作状态，其中所述状态选自以下组成的组：活动的、在等待CAS命令和空闲的；跟踪与每个内存库的被跟踪操作状态相关的所述队列之一中未完成CAS命令的数量，其中未完成CAS命令选自以下构成的组：在CAS的服务下的和在等待CAS的服务的；对于每个周期，识别当前周期在选择的队列中等待服务的CAS命令的被跟踪数量，并根据预定义比率评估所识别的数量；和基于周期评估来管理内存库的操作状态，包括单独地控制内存库的每个的操作状态，其中空闲状态比活动状态消耗更少的电力，并且操作状态的单独控制包括延迟空闲内存库的激活。

【技术特征摘要】
2017.11.16 US 15/8146461.一种计算机系统，包括：处理单元，可操作地耦合到DRAM；内存控制器，可操作地耦合到DRAM，该内存控制器可操作地耦合读队列和写队列；该内存控制器管理该DRAM，包含：跟踪内存区块中每个DRAM内存库的操作状态，其中所述状态选自以下组成的组：活动的、在等待CAS命令和空闲的；跟踪与每个内存库的被跟踪操作状态相关的所述队列之一中未完成CAS命令的数量，其中未完成CAS命令选自以下构成的组：在CAS的服务下的和在等待CAS的服务的；对于每个周期，识别当前周期在选择的队列中等待服务的CAS命令的被跟踪数量，并根据预定义比率评估所识别的数量；和基于周期评估来管理内存库的操作状态，包括单独地控制内存库的每个的操作状态，其中空闲状态比活动状态消耗更少的电力，并且操作状态的单独控制包括延迟空闲内存库的激活。2.如权利要求1所述的系统，其中，所述被跟踪内存库的操作状态的管理进一步包括所述内存控制器限制当前周期的活动内存库的数量。3.如权利要求2所述的系统，进一步包含：内存控制器调度激活命令向空闲内存库的发布，其中，所述调度包括内存控制器基于周期评估来延迟所述空闲内存库的激活。4.如权利要求1所述的系统，进一步包含：内存控制器识别至少两个处于空闲状态的内存库，响应调度策略而选择所述内存库的其中之一，并将所选内存库的状态从空闲状态改变为活动状态。5.如权利要求4所述的系统，其中，所述调度策略包括针对每个周期跟踪每个内存区块中的多个活动内存库以及与所述比率相关的正被服务或等待服务的对所述活动内存库的多个CAS命令。6.如权利要求1所述的系统，其中，所述预定义比率由内存调度器计算。7.如权利要求1所述的系统，其中，所述预定义比率是可配置的。8.一种用于管理DRAM的计算机程序产品，该计算机程序产品包含计算机可读存储设备，该计算机可读存储设备具有其中体现的程序代码，该程序代码可由处理单元执行以跟踪内存区块中每个DRAM内存库的操作状态，其中所述状态选自以下组成的组：活动的、在等待CAS命令和空闲的；跟踪与每个内存库的被跟踪操作状态相关的队列中的未完成CAS命令的数量，其中未完成CAS命令选自以下构成的组：在CAS的服务下的和在等待CAS的服务的；对于每个周期，识别当前周期在选择的队列中等待服务的CAS命令的被跟踪数量，并根据预定义比率评估所识别的数量；和基于周期评估来管理内存库的操作状态，包括单独地控制内存库的每个的操作状...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·帕里克，S·J·鲍威尔，V·K·塔夫瓦，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：美国,US