对具有有限耐写性的高速缓存的集间损耗矫平制造技术

高速缓存控制器包括第一寄存器，该第一寄存器在对高速缓存存储器中的数个高速缓存集的每一次存储器位置交换操作之后更新，并且每N-1次存储器位置交换操作就复位。N是该高速缓存存储器中的高速缓存集的数目。该存储器控制器还具有第二寄存器，该第二寄存器在每N-1次存储器位置交换操作后更新，并且每(N2-N)次存储器位置交换操作就复位。第一和第二寄存器跟踪这些高速缓存集的逻辑位置和物理位置之间的关系。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开一般涉及存储器和高速缓存。更具体地，本公开涉及对具有有限耐写性的高速缓存的集间损耗矫平。
技术介绍
对于可被用于无线通信或其他应用的高速数字电子器件，使用了非易失性存储器。然而，非易失性存储器(诸如电阻性随机存取存储器(ReRAM)和相变随机存取存储器(PCRAM))具有有限的耐写性。耐写性可以被定义为在存储介质变得不可靠之前可被施加于存储器块的程序/循环的数目，并且一般是通过估计该存储器被用得多频繁以及多彻底来计算的。换句话说，耐写性衡量某个类型的存储介质的服务寿命。损耗矫平是用以延长存储介质的耐写性(例如，服务寿命)的技术，并且是高速缓存设计的一部分。一种损耗矫平办法安排数据以使得重写被均匀地跨整个存储介质分布。以这种方式，不会有单个块由于写循环的高度集中而发生故障。其他损耗矫平的办法可以包括每次写发生时就动态更新映射，该映射随后将被写块链接到新块。另一个办法静态地保持这些块相同而不替换它们，但是周期性地轮转这些块从而使得这些块可以被其他数据使用。对非易失性存储器(例如，其也可被用在计算机的主存储器中)的损耗矫平是公知的并且已经得到很好的探索。但是，当对片上高速缓存使用损耗矫平时，通常对非易失性存储器采用的传统损耗矫平办法显现出太多的性能开销。因此，高性能开销抑制了损耗矫平技术对具有有限耐写性的高速缓存的有效性。概述根据本公开的一方面，描述了用以对高速缓存存储器进行集间损耗矫平的高速缓存控制器。该高速缓存控制器包括第一寄存器，该第一寄存器在对该高速缓存存储器的高速缓存集的每一次存储器位置交换操作之后更新，并且每N-1次存储器位置交换操作就复位。N是该高速缓存存储器中的高速缓存集的数目。该高速缓存控制器进一步包括第二寄存器，该第二寄存器在对该高速缓存存储器的高速缓存集的每N-1次存储器位置交换操作之后更新，并且每(N2-N)次存储器位置交换操作就复位。第一和第二寄存器可跟踪这些高速缓存集的逻辑位置和物理位置之间的关系。根据本公开的另一个方面，描述了一种用于对高速缓存存储器进行集间损耗矫平的方法。该方法包括通过在对该高速缓存存储器的存储器写操作的次数达到阈值时对高速缓存集执行存储器位置交换操作来动态地轮转该高速缓存存储器的这些高速缓存集。每个交换操作可以包括仅清除来自经交换高速缓存集的内容，而保持其他高速缓存集的存储器内容完好。该方法还包括跟踪这些经交换高速缓存集以将逻辑高速缓存集号转换成物理高速缓存集号。根据本公开的进一步方面，描述了用以对高速缓存存储器进行集间损耗矫平的高速缓存控制器。该高速缓存控制器包括用于通过在对高速缓存存储器的存储器写操作的次数达到阈值时对高速缓存集执行存储器位置交换操作来动态地轮转该高速缓存存储器的高速缓存集的装置。每个交换操作可以包括仅清除来自经交换高速缓存集的内容，而保持其他高速缓存集的存储器内容完好。该高速缓存控制器进一步包括用于跟踪这些经交换高速缓存集以将逻辑高速缓存集号转换成物理高速缓存集号的装置。根据本公开的另一个方面，描述了一种用于对高速缓存存储器进行集间损耗矫平的方法。该方法包括通过在对该高速缓存存储器的存储器写操作的次数达到阈值时对高速缓存集执行存储器位置交换操作来动态地轮转该高速缓存存储器的高速缓存集的步骤。每个交换操作可以包括仅清除来自经交换高速缓存集的内容，而保持其他高速缓存集的存储器内容完好。该方法还包括跟踪这些经交换高速缓存集以将逻辑高速缓存集号转换成物理高速缓存集号的步骤。这已较宽泛地勾勒出本公开的特征和技术优势以便下面的详细描述可以被更好地理解。本公开的其他特征和优点将在下文描述。本领域技术人员应该领会，本公开可容易地被用作修改或设计用于实施与本公开相同的目的的其他结构的基础。本领域技术人员还应认识到，这样的等效构造并不脱离所附权利要求中所阐述的本公开的教导。被认为是本公开的特性的新颖特征在其组织和操作方法两方面连同进一步的目的和优点在结合附图来考虑以下描述时将被更好地理解。然而，要清楚理解的是，提供每一幅附图均仅用于解说和描述目的，且无意作为对本公开的限定的定义。附图简述为了更全面地理解本公开，现在结合附图参阅以下描述。图1是根据本公开的一方面的示例高速缓存存储器的示图，该示例高速缓存存储器包括用于该高速缓存存储器的损耗矫平的高速缓存控制器。图2是示出根据本公开的一方面的用于损耗矫平的示例轮转的示图。图3是示出根据本公开的一方面的损耗矫平的操作的逻辑流程图。图4是示出根据本公开的一方面的损耗矫平的操作的逻辑流程图。图5是解说根据本公开的一方面的用于损耗矫平的方法的过程流程图。图6是解说根据本公开的一方面的用于损耗矫平的方法的过程流程图。图7是示出其中可有利地采用本公开的配置的示例性无线通信系统的框图。图8是解说根据一种配置的用于半导体组件的电路、布局、以及逻辑设计的设计工作站的框图。详细描述以下结合附图阐述的详细描述旨在作为各种配置的描述，而无意表示可实践本文中所描述的概念的仅有的配置。本详细描述包括具体细节以便提供对各种概念的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可实践这些概念。在一些实例中，以框图形式示出众所周知的结构和组件以避免煙没此类概念。如本文所述的，术语“和/或”的使用旨在代表“可兼性或”，而术语“或”的使用旨在代表“排他性或”。存储器(诸如静态随机存取(SRAM)和嵌入式动态RAM(eDRAM))通常被用于现代微处理器中的片上高速缓存设计。现代的计算机和设备还规定更大的片上高速缓存，但是传统SRAM或eDRAM高速缓存的可伸缩性正日益受技术局限性(诸如，泄漏功率和单元密度)所束缚。近来，新的非易失性存储器(NVM)技术(诸如举例而言，相变随机存取存储器(RAM)、自旋转移矩RAM、以及电阻性RAM)已经被探索作为有望用于片上高速缓存的替代性存储器技术。相比于传统存储器(诸如SRAM和eDRAM)，这些新兴的非易失性存储器技术具有高密度、低待机功率、低电压、更好可伸缩性以及非易失性的共同优势。然而，对它们的采用受到它们有限的耐写性的妨碍。这个问题将会被现有的高速缓存管理策略所放大，结果导致高速缓存块上失衡的写业务，因为此类策略并不知晓写差异。这些策略原先是被设计用于SRAM高速缓存的，并且结果导致在向高速缓存块的写入方面的显著的非均一性，这使得被繁重地写入的高速缓存块比绝大多数其他块产生故障要快得多或早得多。许多损耗矫平技术已被提议以用于延长非易失性存储器技术的寿命，但是高速缓存与主存储器操作机制之间的差异使得用于非易失性存储器的现有损耗矫平技术不胜任用于非易失性高速缓存。为了解决这些问题并且减少集间写差异，提供了交换移位方案以减少非易失性存储器高速缓存的集间写差异。该方案具有非常小的硬件开销，其仅使用一个全局计数器和两个全局寄存器。通过采用这种方案，低级片上非易失性存储器高速缓存的寿命能被改善。在使用具有有限耐写性的非易失性存储器来设计任何高速缓存或存储器子系统时，写差异是一个重要的考虑因素。大的写差异可以很大程度上使得产品寿命降级，因为只要一小子集的经历了最差情形写业务的存储器单元就能够导致死缓存或存储器子系统，即便在大部分单元还远没有被用坏时亦是如此。图1是根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对高速缓存存储器进行损耗矫平的方法，包括：通过在对所述高速缓存存储器的存储器写操作的数目达到阈值时对高速缓存集执行多个存储器位置交换操作来动态地轮转所述高速缓存存储器的高速缓存集，每个交换操作包括仅清除来自经交换的高速缓存集的内容，而保持其他高速缓存集的存储器内容完好；以及跟踪所述经交换的高速缓存集以将逻辑高速缓存集号转换成物理高速缓存集号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：X·董，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US