基于高效PCMS刷新机制的计算装置、方法和系统制造方法及图纸

描述了一种具有反相确定逻辑电路的装置，该反相确定逻辑电路用以根据由从PCMS存储设备读取的数据所表示的信息在PCMS存储设备的刷新期间最后是以反相还是非反相逻辑状态被写入到PCMS存储设备来确定传输所述数据的读取数据路径要被反相或不反相。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高效PCMS刷新机制背景
本专利技术大体上涉及计算机系统的领域。更特别地，本专利技术涉及用于实现包括非易 失性存储器（memory)层的多级存储器层次结构的装置和方法。
技术介绍
A.当前存储器和储存器（storage)配置 现在，对于计算机创新的限制因素之一是存储器和储存器技术。在常规的计算机系统 中，通常通过动态随机存取存储器（DRAM)来实现系统存储器(也称为主存储器、初级存储 器、可执行存储器)。甚至当没有存储器读取或写入发生时，基于DRAM的存储器也消耗功率， 这是因为其必须不断地对内部电容器进行再充电。基于DRAM的存储器是易失性的，这意味 着一旦功率被移除则丢失存储在DRAM存储器中的数据。常规的计算机系统也依赖于多级 高速缓存来改善性能。高速缓存是位于处理器和系统存储器之间的高速存储器，用以与存 储器访问请求能够从系统存储器被服务相比更快地服务于存储器访问请求。通常利用静态 随机存取存储器（SRAM)来实现此类高速缓存。高速缓存管理协议可以用来确保被最频繁 地被访问的数据和指令被存储在高速缓存的级别之一内，从而减小存储器访问事务的数量 并且改善性能。 关于大容量储存器(也称为二级储存器或者磁盘储存器)，常规的大容量储存设备 通常包括磁介质(例如，硬盘驱动)、光介质(例如，光盘（⑶）驱动、数字通用盘（DVD)等等)、 全息介质和/或大容量储存闪速存储器(例如，固态驱动（SSD)、可移除闪速驱动等等)。通 常，这些储存设备被视为输入/输出（I/O)设备，这是因为它们由处理器通过实现各种I/O 协议的各种I/O适配器来访问。这些I/O适配器和I/O协议消耗相当大量的功率并且能够 具有对管芯（die)面积和平台的形状因数的显著影响。当未连接到永久的电源时具有有限 电池寿命的便携式或者移动设备（例如，膝上型电脑、上网本、平板计算机、个人数字助理（ PDA)、便携式媒体播放器、便携式游戏设备、数字摄像机、移动电话、智能电话、功能手机等 等）可以包括通常经由低功率互连而耦合到处理器的可移除大容量储存设备(例如，嵌入 式多媒体卡（eMMC)、安全数字（SD)卡）以及I/O控制器，以便满足活动和空闲功率预算。 关于固件存储器（诸如引导存储器（也称为BIOS闪速）），常规的计算机系统通常 使用闪速存储设备来存储经常被读取但是很少(或从不）被写入的持久系统信息。例如，通 常在闪速存储设备中存储由处理器在引导过程期间执行以初始化关键系统组件的初始指 令(基本输入和输出系统（BIOS)映像)。当前在市场中可用的闪速存储设备通常具有有限 的速度（例如，50 MHz)。该速度由用于读取协议的开销进一步降低（例如，2. 5 MHz)。为 了使BIOS执行速度加速，常规的处理器通常在引导过程的可预扩展固件接口（PEI)阶段期 间对BIOS代码的部分进行高速缓存。处理器高速缓存的大小对PEI阶段中使用的BIOS代 码(也称为PEI BIOS代码）的大小施加了限制。 B.相变存储器（PCM)和相关技术 有时也称为相变随机存取存储器（PRAM或者PCRAM)、PCME、双向统一存储器，或者硫 属化合物RAM ( C-RAM)的相变存储器（PCM)是利用硫属化合物玻璃的独特行为的一种类 型的非易失性计算机存储器。由于因电流的经过而产生的热量，硫属化合物玻璃能够在两 种状态之间切换：晶体和非晶体。PCM的近期版本能够实现两种附加的不同状态。 PCM提供比闪速更高的性能，这是因为PCM的存储器元件能够更快速地切换，写入 能够在不需要首先擦除单元的整个块的情况下进行(将单独的位改变为1或0)，并且由于 写入的退化较慢（PCM设备可以幸存大约1亿个写循环；PCM退化是由于编程期间的热膨 胀、金属(和其他材料）迁移以及其他机制而造成的)。 【附图说明】 以下描述和附图用来说明本专利技术的实施例。在所述附图中： 图1图示了根据本专利技术的实施例的高速缓存和系统存储器布置； 图2图示了在本专利技术的实施例中采用的存储器和储存器层次结构； 图3图示了在其上可以实现本专利技术的实施例的计算机系统； 图4A图示了根据本专利技术的实施例的包括PCM的第一系统架构； 图4B图示了根据本专利技术的实施例的包括PCM的第二系统架构； 图4C图示了根据本专利技术的实施例的包括PCM的第三系统架构； 图4D图示了根据本专利技术的实施例的包括PCM的第四系统架构； 图4E图示了根据本专利技术的实施例的包括PCM的第五系统架构； 图4F图示了根据本专利技术的实施例的包括PCM的第六系统架构； 图4G图示了根据本专利技术的实施例的包括PCM的第七系统架构； 图4H图示了根据本专利技术的实施例的包括PCM的第八系统架构； 图41图示了根据本专利技术的实施例的包括PCM的第九系统架构； 图4J图示了根据本专利技术的实施例的包括PCM的第十系统架构； 图4K图示了根据本专利技术的实施例的包括PCM的第十一系统架构； 图4L图示了根据本专利技术的实施例的包括PCM的第十二系统架构； 图4M图示了根据本专利技术的实施例的包括PCM的第十三系统架构； 图5示出现有技术PCMS设备刷新方法； 图6示出改善的PCMS设备刷新方法； 图7示出改善的PCMS设备刷新方式的方面； 图8示出能够实现改善的PCMS设备刷新方式的NVRAM控制器架构的实施例； 图9示出反相确定电路的实施例；以及 图10示出刷新控制电路的实施例。 【具体实施方式】 在以下描述中，阐述了诸如逻辑实现、操作码、指定操作数的方式、资源划分/共 享/复制实现、系统组件的类型和相互关系、以及逻辑划分/集成选择之类的许多特定细 节，以便提供对本专利技术的更透彻理解。然而，本领域技术人员将理解的是，本专利技术可以在不 具有此类特定细节的情况下实施。在其他实例中，未详细地示出控制结构、门级电路和完全 软件指令序列，以免使本专利技术晦涩难懂。利用所包括的描述，本领域普通技术人员将能够在 不具有过度实验的情况下实现适当的功能。 在说明书中对一个实施例、实施例、示例实施例等等的提及指示所描述的 实施例可以包括特定的特征、结构、或特性，但是每个实施例可能未必包括该特定的特征、 结构、或特性。此外，此类短语未必指代相同的实施例。进而，当结合实施例来描述特定的 特征、结构、或特性时，无论是否明确地描述，都主张在本领域技术人员的知识内，结合其它 实施例来实现此类特征、结构、或特性。 在以下描述和权利要求中，可以使用术语耦合和连接及其衍生词。应该理 解，这些术语不意为彼此的同义词。耦合被用来指示可以或可以不处于彼此直接物理或 电气接触的两个或更多元件彼此进行协作或交互。连接被用来指示彼此耦合的两个或更 多元件之间的通信的确立。 本文中有时使用加括号的文本和具有虚线边界(例如，大虚线、小虚线、点虚线、 点)的块来图示将附加特征添加到本专利技术实施例的可选操作/组件。然而，此类注释不应视 为意味着这些是仅有的选项或可选的操作/组件，和/或具有实线边界的块在本专利技术的某 些实施例中不是可选的。 引言 存储器容量和性能需要随处理器核和诸如虚拟化之类的新的使用模型的不断增加的 数量而持续增加。另外，存储器功率和成本已经分别地变为电子系统的总体功率和成本的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：反相确定逻辑电路，用以根据由从PCMS存储设备读取的数据所表示的信息在所述PCMS存储设备的刷新期间最后是以反相还是非反相逻辑状态被写入到所述PCMS存储设备来确定传输所述数据的读取数据路径要被反相或不反相。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1. 一种装置，包括： 反相确定逻辑电路，用以根据由从PCMS存储设备读取的数据所表示的信息在所述 PCMS存储设备的刷新期间最后是以反相还是非反相逻辑状态被写入到所述PCMS存储设备 来确定传输所述数据的读取数据路径要被反相或不反相。2. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述读取数据路径包括：第一可选择的路径，其 具有对从所述PCMS存储设备读取的数据进行反相的反相器库；和第二可选择的路径，其不 对从所述PCMS存储设备读取的数据进行反相，所述反相确定电路用以提供确立所述可选 择的路径中的哪一个被选择的信号。3. 根据权利要求2所述的装置，进一步包括刷新控制逻辑电路，其具有用以确定所述 PCMS存储设备的一组地址的接下来的刷新循环何时要被刷新的电路。4. 根据权利要求1所述的装置，其中，所述反相确定逻辑电路具有第一逻辑电路以确 定所述读取数据路径是否要被反相以供刷新，并且具有第二逻辑电路以确定所述读取数据 路径是否要被反相以供读取或写入事务。5. 根据权利要求2所述的装置，进一步包括寄存器，其指示所述数据在所述PCMS存储 设备的所述刷新期间最后是以反相还是非反相状态被写入到所述PCMS存储设备。6. 根据权利要求1所述的装置，进一步包括刷新控制逻辑电路，以在所述PCMS存储设 备的所述刷新期间使得能够实现从所述读取数据路径到传输要被写入到所述PCMS设备的 写入数据的写入数据路径的回送。7. 根据权利要求6所述的装置，其中，所述写入数据路径包括：第一可选择的路径，其 具有对要被写入到所述PCMS存储设备的数据进行反相的反相器库；以及，第二可选择的路 径，其不对要被写入到所述PCMS存储设备的数据进行反相，所述反相确定电路确保所述数 据路径中的一者而不是两者在所述PCMS设备的所述刷新期间对其相应的数据进行反相。8. -种方法，其包括： 从PCMS设备读取数据； 反相所述数据以形成反相的数据； 在从其读取所述数据的相同的地址处将所述反相的数据写入到所述PCMS设备中；以 及 记录指示所述反相的数据是表示存储在所述地址处的信息的反相形式还是非反相形 式的反相/非反相信息。9. 根据权利要求8所述的方法，进一步包括确定接下来的刷新是适当的。10. 根据权利要求9所述的方法，进一步包括，作为所述确定的结果： 从所述地址读取来自PCMS设备的所述反相的数据； 反相所述反相的数据以形成二次反相的数据； 在所述地址处将所述二次反相二次数据写入到所述PCMS设备中；以及 来回切换所述反相/非反相信息并且记录结果。11. 根据权利要求9所述的方法，进一步包括： a) 读取所述反相的数据并且参考所述反相/非反相信息； b) 如果所述反相/非反相信息指示所述反相的数据表示所述信息的反相形式，则反 相所述反相的数据，或如果所述反相/非反相信息指示所述反相的数据表示所述信息的非 反相形式，则不反相所述反相的数据； C)如果b)包括反相所述反相的数据，则在所述地址处将b)的结果写入到所述PCMS 存储设备中，或如果b)包括不反相所述反相的数据，则在所述地址处将b)的结果的反相形 式写入到所述PCMS存储设备中。12. 根据权利要求11所述的方法，进一步包括，在b)之后但是在c)之前，执行误差检 测和恢复，后面跟着对由b)产生的信息进行CRC计算，以形成所述b)的结果。13. 根据权利要求8所述的方法，进一步包括： 接收针对所述地址的读取事务； 将所述地址与刷新循环的地址相比较； 参考所述反相/非反相信息；以及， 在所述地址处执行所述PCMS存储设备的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：RW法伯，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US