自适应存储器系统技术方案

本申请涉及一种自适应存储器系统。所描述的设备和方法控制存储器域的电压或温度以平衡存储器性能和能量使用。在一些方面，自适应控制器监控与对存储器系统的存储器域作出的命令相对应的主机处理器的存储器性能指标，所述存储器域包含在低温下操作的存储器域。基于所述存储器性能指标，所述自适应控制器可以为所述存储器域确定所述主机处理器的存储器性能需求，例如延迟需求或带宽需求。所述自适应控制器可以使用所确定的性能需求来更改所述存储器域的电压或温度以实现被定制以满足所述主机处理器的所述需求的存储器存取性能。通过这样做，所述自适应控制器可以管理所述存储器域的各种设置，以解决存储器性能需求的短期或长期变化。或长期变化。或长期变化。

【技术实现步骤摘要】
自适应存储器系统


[0001]本申请涉及一种自适应存储器系统。

技术介绍

[0002]计算机通常包含将数据存储到计算机的主存储器的处理器。例如，当计算机的程序在处理器上执行时，处理器存取主存储器以将程序的数据存储到主存储器或从主存储器加载程序的数据。因此，在计算机上执行的程序的性能可能取决于处理器针对程序使用的数据存取主存储器的能力。处理器存取主存储器的能力可能受主存储器的配置(例如，拓扑、定时或总线宽度)的限制。因此，处理器存取主存取器的能力可能受存取器的配置的限制，这可能会影响在计算机上执行的程序的性能。

技术实现思路

[0003]本申请的一个方面涉及一种设备，其包括：存储器阵列；至少一个接口，其被配置成耦合到主机系统的互连并经由所述互连接收向所述存储器阵列发出的命令；和自适应控制器，其被配置成经由所述至少一个接口耦合到所述主机系统，所述自适应控制器被配置成：经由所述至少一个接口从所述主机系统接收关于向所述存储器阵列的域发出的所述命令的一或多个存储器性能指标；基于从所述主机系统接收的所述一或多个存储器性能指标，确定所述域的存储器性能需求；和基于所述域的所述存储器性能需求，更改所述域的电压设置或温度设置中的至少一个。
[0004]本申请的另一个方面涉及一种设备，其包括：存储器阵列，其包含一或多个存储器域；主机，其耦合到所述存储器阵列，所述主机包含指示所述一或多个存储器域的相应存储器性能指标的一或多个性能计数器；和自适应控制器，其包括被配置成存取所述处理器的所述一或多个性能计数器的接口，所述自适应控制器被配置成：经由所述主机的所述一或多个性能计数器监控与所述一或多个存储器域中的一个存储器域相对应的所述相应存储器性能指标；基于所述相应存储器性能指标，确定所述存储器域的存储器性能需求；基于所述存储器域的所述存储器性能需求，为所述存储器域确定电压或温度；和使用为所述存储器域确定的所述电压或所述温度来更改所述存储器域的电压设置或温度设置。
[0005]本申请的另一个方面涉及一种方法，其包括：经由自适应控制器的主机接口接收关于主机向经由互连耦合到所述主机的存储器阵列的存储器域发出的命令的一或多个存储器性能指标；由所述自适应控制器基于所述一或多个存储器性能指标确定所述存储器域的存储器性能需求；和由所述自适应控制器基于所述存储器域的所述存储性能需求更改所述存储器域的电压设置或温度设置。
[0006]本申请的另一个方面涉及一种方法，其包括：在第一时间间隔期间，接收关于由主机向耦合到所述主机的存储器阵列的存储器域发出的命令的一或多个存储器性能指标；在第二时间间隔内，基于所述一或多个存储器性能指标，预测所述存储器域的存储器性能需求；和在所述第二时间间隔之前或期间，基于所述存储器域的所述存储器性能需求，更改所
述存储器域的电压设置或温度设置。
[0007]本申请的又一个方面涉及一种设备，其包括：存储器阵列，其包含一或多个存储器域；主机，其耦合到所述存储器阵列，所述主机包含被配置用于量子处理的一或多个程序；控制处理器，其耦合到所述存储器阵列，所述控制处理器包含被配置成管理所述一或多个程序的执行的量子执行单元以及指示所述一或多个存储器域的相应存储器性能指标的一或多个性能计数器；量子处理基板，其耦合到所述控制处理器的所述量子执行单元，所述量子处理基板被配置成执行所述一或多个程序；和自适应控制器，其包括被配置成存取所述控制处理器的所述一或多个性能计数器的接口，所述自适应控制器被配置成：经由所述控制处理器的所述一或多个性能计数器监控与所述一或多个存储器域中的一个存储器域相对应的所述相应存储器性能指标；基于所述相应存储器性能指标，确定所述存储器域的存储器性能需求；基于所述存储器域的所述存储器性能需求，为所述存储器域确定电压或温度；和使用为所述存储器域确定的所述电压或所述温度来更改所述存储器域的电压设置或温度设置。
附图说明
[0008]参考以下附图描述了自适应存储器系统的设备和技术。在整个附图中使用相同的附图标记来指示相似的特征和组件：
[0009]图1示出了可以实施自适应存储器系统的示范性设备；
[0010]图2示出了主机处理器通过多总线互连耦合到低温存储器的示范性自适应存储器系统；
[0011]图3示出了根据一或多个方面实施的自适应存储器系统的温控存储器域的一个实例；
[0012]图4示出了可以实施自适应存储器系统的多个方面的自适应控制器的示范性配置；
[0013]图5示出了可以预测温控存储器域的性能的存储器需求预测器的示范性配置；
[0014]图6示出了存储器需求预测器的电压时间间隔和温度时间间隔的一个实例；
[0015]图7示出了根据一或多个方面的更改温控存储器域的设置的自适应控制逻辑的示范性配置；
[0016]图8示出了可以实施自适应存储器系统的多个方面的示范性服务器设备；
[0017]图9示出了可以实施自适应存储器系统的多个方面的示范性量子计算设备；
[0018]图10描绘了根据一或多个方面的用于更改温控存储器域的电压设置或温度设置的示范性方法；
[0019]图11描绘了用于基于先前存储器存取的存储器性能指标更改温控存储器域的设置的示范性方法；
[0020]图12描绘了自适应控制器可以基于预测存储器需求针对温控存储器域实施的示范性方法的流程图；
[0021]图13A描绘了用于为温控存储器域配置电压时间窗口的示范性方法；
[0022]图13B描绘了用于为温控存储器域配置温度时间窗口的示范性方法；
[0023]图14描绘了用于调节温控存储器域的错误校正码设置的示范性方法；和
[0024]图15描绘了用于基于存储器错误率调节温控存储器域的错误校正码的示范性方法。
具体实施方式
[0025]概述
[0026]计算机使用通信耦合到存储器的处理器提供服务和特征。当计算机的程序在处理器上执行时，处理器存取主存储器以将程序的数据存储到主存储器或从主存储器加载程序的数据。因此，在计算机上执行的程序的性能可能取决于处理器针对程序使用的数据存取主存储器的能力。处理器存取主存储器的能力可能受主存储器的配置(例如，频率或电压设置)的限制，所述配置可以是静态的并且在设计或制造计算机时确定。在一些情况下，计算机的主存取器被配置成提供适合具有特定存储器存取模式的程序的存储器存取。然而，大多数计算机执行具有相应不同的存储器存取模式的多个程序或具有随时间变化的存储器存取模式的程序。因此，对于静态配置，对计算机的主存储器提供的存取通常与许多程序的存储器存取模式不匹配，这可能会损害这些程序在计算机上执行时的性能。
[0027]与具有静态配置的前述存储器设计相比，本公开描述了自适应存储器系统的多个方面，其中基于存储器域的主机存取更改存储器域的操作参数或条件。例如，存储器系统的自适应控制器可以监控关于温控存储器域的主机存取的存储器性能指标。基于存储器性能指标，自适应控制器可以确定(例如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设备，其包括：存储器阵列；至少一个接口，其被配置成耦合到主机系统的互连并经由所述互连接收向所述存储器阵列发出的命令；和自适应控制器，其被配置成经由所述至少一个接口耦合到所述主机系统，所述自适应控制器被配置成：经由所述至少一个接口从所述主机系统接收关于向所述存储器阵列的域发出的所述命令的一或多个存储器性能指标；基于从所述主机系统接收的所述一或多个存储器性能指标，确定所述域的存储器性能需求；和基于所述域的所述存储器性能需求，更改所述域的电压设置或温度设置中的至少一个。2.根据权利要求1所述的设备，其中：所述存储器阵列包括包含所述存储器域的多个存储器域；并且所述自适应控制器进一步被配置成：经由所述至少一个接口接收所述主机系统经由所述互连向所述存储器阵列的所述多个存储器域发出的所述命令的地址信息；和基于所述地址信息，将所述一或多个存储器性能指标中的相应存储器性能指标与所述相应存储器性能指标所对应的所述多个存储器域中的存储器域相关联。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述自适应控制器进一步被配置成：基于已更改的所述电压设置或所述温度设置，为所述存储器域存储的数据确定错误校正码ECC方案；和将所述ECC方案应用于所述存储器域存储的所述数据。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述自适应控制器进一步被配置成：基于已更改的所述电压设置或所述温度设置，为所述存储器域存储的数据确定ECC层；和为所述存储器域存储的所述数据启用所述ECC层。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述自适应控制器进一步被配置成：在第一时间间隔内，接收向所述存储器域发出的所述命令的所述一或多个存储器性能指标；在第二时间间隔内，基于所述一或多个存储器性能指标，确定所述存储器域的所述存储器性能需求；和在所述第二时间间隔内，基于为所述存储器域确定的所述存储性能需求，更改所述存储器域的所述电压设置或所述温度设置。6.根据权利要求5所述的设备，其中所述自适应控制器进一步被配置成在所述第二时间间隔开始之前更改所述存储器域的所述电压设置或所述温度设置。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述自适应控制器进一步被配置成：将所述存储器域的所述存储器性能需求与所述存储器域的存储器性能阈值进行比较；和
响应于所述存储器性能需求超过所述存储器性能阈值，增加所述存储器域的所述电压设置或降低所述温度设置；或响应于所述存储器性能需求未超过所述存储器性能阈值，降低所述存储器域的所述电压设置或增加所述温度设置。8.根据权利要求7所述的设备，其中：所述存储器性能阈值包括第一存储器性能阈值；所述存储器性能需求超过所述第一存储器性能阈值；并且所述自适应控制器进一步被配置成：确定所述存储器性能需求和由所述一或多个存储器性能指标指示的存储器灵敏度水平之间的差异；将所述存储器性能需求和所述存储器灵敏度水平之间的所述差异与第二存储器性能阈值进行比较；和响应于所述存储器性能需求和所述存储器灵敏度水平之间的所述差异超过所述第二存储器性能阈值，增加所述存储器域的所述电压设置；或响应于所述存储器性能需求和所述存储器灵敏度水平之间的所述差异未超过所述第二存储器性能阈值，降低所述存储器域的所述温度设置。9.根据权利要求8所述的设备，其中由所述一或多个存储器性能指标指示的所述存储器灵敏度水平包含：由所述主机系统的处理器的每千指令未命中MPKI率指示的带宽灵敏度；或由一或多个存储器存取指令暂停所述主机系统的所述处理器的周期数指示的延迟灵敏度。10.根据权利要求7所述的设备，其中：所述存储器性能需求未超过所述存储器性能阈值；并且所述自适应控制器进一步被配置成：将所述存储器域的所述温度设置与所述存储器域的温度阈值进行比较；和响应于所述温度设置未超过所述温度阈值，增加所述存储器域的所述温度设置；或响应于所述温度设置超过所述温度阈值，降低所述存储器域的所述电压设置。11.根据权利要求1所述的设备，其中：从所述主机系统接收的所述一或多个存储器性能指标包括：与所述存储器域相关联的一或多个存储器读取指令在重排序缓冲器中暂停的时间量或周期数；或与所述存储器域相关联的所述一或多个存储器读取指令的每千指令未命中MPKI率；并且为所述存储器域确定的所述存储器性能需求包括：与所述存储器域相关联的后续存储器读取指令将在所述重排序缓冲器中暂停的预测时间量或预测暂停周期数；或与所述存储器域相关联的所述后续存储器读取指令的预测MPKI率。12.根据权利要求1所述的设备，其中所述自适应控制器进一步被配置成：使用移动平均算法基于所述存储器性能指标确定所述存储器域的所述存储器性能需
求；或使用马尔可夫预测算法基于所述存储器性能指标确定所述存储器域的所述存储器性能需求。13.一种设备，其包括：存储器阵列，其包含一或多个存储器域；主机，其耦合到所述存储器阵列，所述主机包含指示所述一或多个存储器域的相应存储器性能指标的一或多个性能计数器；和自适应控制器，其包括被配置成存取所述处理器的所述一或多个性能计数器的接口，所述自适应控制器被配置成：经由所述主机的所述一或多个性能计数器监控与所述一或多个存储器域中的一个存储器域相对应的所述相应存储器性能指标；基于所述相应存储器性能指标，确定所述存储器域的存储器性能需求；基于所述存储器域的所述存储器性能需求，为所述存储器域确定电压或温度；和使用为所述存储器域确定的所述电压或所述温度来更改所述存储器域的电压设置或温度设置。14.根据权利要求13所述的设备，其进一步包括将所述主机耦合到所述存储器阵列的互连，并且其中：所述自适应控制器的所述接口包括第一接口；所述自适应控制器进一步包括到所述互连的第二接口；并且所述自适应控制器进一步被配置成：经由所述第二接口监控所述主机通过所述互连向所述存储器阵列发出的命令的地址信息；和基于所述地址信息，将所述相应存储器性能指标与所述相应存储器性能指标所对应的所述存储器域相关联。15.根据权利要求14所述的设备，其中将所述主机耦合到所述存储器阵列的所述互连包括：基于总线的存储器互连；或基于串行器/解串器(基于SerDes)的存储器互连。...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：