光存储器扩展制造技术

本发明专利技术的各个实施例旨在提供用于分解计算机系统的存储器的基于光的方法和扩展存储器系统。在一方面中，扩展存储器系统(200)包括与处理器进行电通信的第一光/电子接口(202)、配置有存储器的存储器扩展板(204)、和附接到存储器扩展板的第二光/电子接口(208)。第一接口将光信号转换成被发送到处理器的电子信号，并且将由处理器产生的电子信号转换成光信号。第二接口将光信号转换成被发送到存储器的电子信号，并且将由存储器产生的电子信号转换成光信号。在第一和第二接口之间交换光信号。实施例还包括用于在扩展存储器系统中发送和接收数据的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例涉及计算机存储器，并且特别地，涉及用于存储器的光分解 (disaggregation)的系统和方法。
技术介绍
应用程序的大小不断增加、基于软件的多媒体的普及、以及日益增加的图形工作负荷已经导致了对存储器容量需求的增加。诸如服务器、工作站、网络设备以及高端台式计算机等的许多计算机系统，经常仅配置有足够的存储器来支持如今的应用程序，但是通常没有配置足够的存储器来支持将来可能在相同系统上运行的应用程序。图1示出了布置在被配置为支持DDR接口的计算机系统的母板106上的存储器102和处理器104部件的立体视图(isometric view)。存储器102由分别插入到四个双列直插式存储器模块(“DIMM”) 插槽112-115中的四个DMM 108-111组成。每个DMM包括八个动态随机存取存储器 (“DRAM”)芯片。处理器104是管理发送到以及来自DMM 108-111的数据流、并使存储器 102与计算机系统的其他主要部件相联系的芯片。DIMM 108-111通过DDR接口 118与处理器104进行电通信，该DDR接口具有短线连接(stub-bus)拓扑，其提供用于在处理器104 和DIMM 108-111中的每个DRAM的数据线之间并行地在电子信号中发送数据、地址和控制信息的共享的、并行路径接口。术语“DDR”指的是在计算机系统时钟信号的上升沿和下降沿二者上传送数据。处理器104和DMM 108-111被配置为遵照DDR来传送和接收数据。通过使用时钟的两沿，数据信号工作在相同的限制频率，使数据传送速率翻倍。有许多不同DDR接口 118实现，一般由DDRx来标识，其中χ是整数。例如，DDRl在数据线上使用双倍数据速率进行信号发送，但是仍旧每时钟循环周期向DIMM发送一次地址和控制信号。DDR2以DDRl速度的两倍操作， 其是通过以半时钟率、而不是以如在DDRl中的时钟频率来操作每个DRAM的存储单元来实现的。DDR3提供以存储单元速度的四倍来运行输入/输出总线的能力。为了与新应用程序或者新应用程序版本施加于计算机系统的不断增长的存储器需求保持同步，计算机系统操作者可以通过简单地给现有的DDR存储器通道增加DIMM来增加计算机系统的存储器，以及转向带缓冲的存储器设计。然而，当给电DDR存储器通道增加 DIMM时，电力负荷会导致总线时序错误，其会持续存在直到总线速度降低为止。因此，在最大存储器容量和最大存储器速度之间存在权衡。可替换地，使用带缓冲的存储器设计，总是会引发功耗和延迟，而不管存储器是否是全负荷。因为一旦每个带缓冲的通道仅能够装载少数DIMM，即使带缓冲的系统也受限于所能提供的存储器。此外，每个增加的缓冲器增加了功耗和成本，导致使该方法并不是大容量、低成本系统所期望的。在简单地给计算机系统增加DMM的情况下要考虑的其他因素是，传统的处理器利用两种类型的板载存储器控制器1)带缓冲的存储器，和2、直连式存储器 (direct-attached memory) 0存储器控制器是管理去往和来自DIMM的数据流的数字电路， 并且能够被实现为独立芯片或者被集成在芯片(例如处理器)中。存储器控制器包含读和写DRAM所需要的逻辑，以及通过发送电流穿过整个设备来刷新DRAM所需要的逻辑。带缓冲的存储器系统允许用于存储器扩展的机制，但总是引发缓冲器的成本，而无论存储器是否被完全填充。另一方面，直连式存储器允许低成本的实现，并且使用比带缓冲的存储器更少的电力，因为直连式存储器不需要缓冲器芯片，但是，直连式存储器本质上受到电力负荷效应的限制。因此，直连式存储器系统受限于能够由单个处理器控制并使用的存储器的量。 因此，为了给服务器或者多处理器系统增加更多的存储器，也增加了更多的处理器。所期望的是能够允许存储器扩展和存储器的分解的系统，以便在需要时能够增加 DRAM存储器，而没有与为了支持最新应用程序的日益增长的存储器需求而必须重新设计和构建新计算机系统有关的相对更高的成本。附图说明图1示出布置在被配置为支持双倍数据速率接口的计算机系统的母板上的存储器和处理器部件的立体视图。图2示出根据本专利技术的实施例配置的扩展存储器系统的示意图。图3A示出根据本专利技术的实施例配置的扩展DMM的立体视图。图;3B示出根据本专利技术的实施例装载在DIMM插槽里的扩展DIMM的立体视图。图4示出根据本专利技术的实施例插入到母板的插座里的光/电子接口芯片的立体视图。图5示出根据本专利技术的实施例配置的第一扩展存储器系统的示意图。图6示出根据本专利技术的实施例配置的第二扩展存储器系统的示意图。图7示出根据本专利技术的实施例配置的第三扩展存储器系统的示意图。图8示出根据本专利技术的实施例配置的第四扩展存储器系统的示意图。图9示出根据本专利技术的实施例配置的第五扩展存储器系统的示意图。图10示出根据本专利技术的实施例配置的光/电子接口的框图。图11示出根据本专利技术的实施例的通过背板进行光通信的主板和存储器扩展板的立体视图和示意图。图12示出根据本专利技术的实施例用于在扩展存储器系统中发送数据的方法的控制流程图。图13示出根据本专利技术的实施例用于在扩展存储器系统中接收数据的方法的控制流程图。具体实施例方式本专利技术的各种实施例旨在提供用于分解计算机系统的存储器的基于光的方法和扩展存储器系统。在以下的描述中，术语“光”指的是具有在电磁波频谱的可见和不可见部分中的波长的经典的和/或量子化的电磁辐射。扩展存储器系统实施例包括第一光/电子接口，其与主板或刀片(blade)进行电通信，并且通过第二光/电子接口与存储器扩展板进行光通信。光/电子接口可以用DDRx接口来实施，其执行到串行协议的转换，并且将电子信号转换成光信号以用于在主板和存储器扩展板之间进行传送。可以用光总线来实施扩展存储器系统，以将信号传送的分布扩展到一组或者更多组DIMM。系统实施例允许直连式存储器被提供有额外的远程挂载的存储器容量，从而增加处理器可用的每插座和每内核存储器。因此，系统实施例减轻了与在存储器中放置大量数据的数据库及其它应用程序相关的延迟。可以通过独立的光互连将存储器扩展到相邻板上来实现根据本专利技术的实施例执行的存储器扩展，而不带来关于母板的成本。系统实施例使得存储器能够被放置在母板上的其他物理位置上，并且使得在系统设计中能够最佳地解决热量、封装和功率的考虑因素。图2示出根据本专利技术的实施例配置的扩展存储器系统200的示意图。系统200包括与主板204的部件(例如，处理器206)进行电子通信的第一光/电子接口 202。主板204 可以是诸如台式计算机或工作站等的计算机的母板；刀片系统的刀片服务器(即，刀片)； 或者模块。系统200还包括与存储器扩展板212的存储器210进行电子通信的第二光/电子接口 208。存储器210可以由与第二接口 208进行电子通信的一个或者更多DIMM组成。 存储器扩展板212可以位于相同机箱(cabinet)或者不同的机箱中。第一接口 202接收对由处理器206产生的数据、地址和控制信息进行编码的电子信号，并且将电子信号转换成光信号214，后者被发送到第二接口 208。第二接口 208接收光信号214并且将光信号214 转换回电子信号，后者被发送到并存储在存储器210中。为了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：T·莫里斯，M·R·T·谭，
申请(专利权)人：惠普开发有限公司，
类型：发明
国别省市：