对存储器进行群组式耗损平均的方法及设备技术

本发明专利技术公开了一种对存储器进行群组式耗损平均的方法及设备。该群组式耗损平均方法用于包括多个页面的存储器，包括依据多个使用次数指派使用中的页面给多个使用中的群组；该多个使用中的群组包括最低使用次数范围的低度使用中的群组，以及最高使用次数范围的高度使用中的群组；此方法包括依据多个使用次数，指派多个空页面给多个空群组；该多个空群组包括最低使用次数范围的低空群组，以及最高使用次数范围的高空群组；此方法维持多个使用中的页面的多个使用次数；对于一目前使用中的页面的一触发事件上，该方法决定一目前使用中的页面的使用次数是否超过一热交换阈值，如果是，则将目前使用中的页面中的数据移动至低空群组中的一最前页面。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种对存储器进行群组式耗损平均的方法及设备。该群组式耗损平均方法用于包括多个页面的存储器，包括依据多个使用次数指派使用中的页面给多个使用中的群组；该多个使用中的群组包括最低使用次数范围的低度使用中的群组，以及最高使用次数范围的高度使用中的群组；此方法包括依据多个使用次数，指派多个空页面给多个空群组；该多个空群组包括最低使用次数范围的低空群组，以及最高使用次数范围的高空群组；此方法维持多个使用中的页面的多个使用次数；对于一目前使用中的页面的一触发事件上，该方法决定一目前使用中的页面的使用次数是否超过一热交换阈值，如果是，则将目前使用中的页面中的数据移动至低空群组中的一最前页面。【专利说明】对存储器进行群组式耗损平均的方法及设备
本专利技术是有关于存储器装置
，尤其是一种对包括多个页面的一存储器进行群组式耗损平均的方法及设备。
技术介绍
非易失性存储器具有写入/擦除耐久性限制。在没有使用次数的存储器管理的情况下，存储器可能过早地耗损或甚至导致系统故障。供存储器管理用的耗损平均(wearleveling)是增加非易失性存储器耐久性的方法。有效耗损平均算法的实行可能消耗存储器空间，增加操作复杂性，并导致系统架空及延迟。因此，在低延迟与有效耗损平均之间达到权衡是重要的。对于非易失性存储器(例如相变材料式存储器)的写入/擦除耐久性限制可以是大约IO6-1O9,低于动态随机存取存储器(DRAM)的限制(可以是IO15以上)。因此，对于使用于高耐久性环境的非易失性存储器(像正常受限于DRAM的高耐久性环境)，有效的耗损平均算法可能更重要。理想上是可提供一种有效耗损平均设计，其具有低计算复杂性及低延迟，且可以与用于存储器管理的既存虚寻址机构相容。
技术实现思路
本专利技术提供一种对包括多个页面的一存储器进行群组式耗损平均的方法及设备，以达非易失性存储器(包括相变存储器)的耗损平均。此方法包括依据多个使用次数指派多个使用中的页面给多个使用中的群组，这些群组是支持此方法的数据结构。该多个使用中的群组包括最低使用次数范围的低度使用中的群组，以及最高使用次数范围的高度使用中的群组。此方法包括依据多个使用次数指派多个空页面给多个空群组。该多个空群组包括最低使用次数范围的低空群组，以及最高使用次数范围的高空群组。此方法维持多个使用中的页面的多个使用次数。对于使用中的一特定页面的一触发事件，此方法决定特定页面的使用次数是否超过一热交换阈值，如果是，则将此特定页面中的数据移动至低空群组中的一目标页面，将此特定页面的状态从使用中的改变成空闲(free)，将目标页面的状态从空闲改变成使用中，以及将现在使用中的的目标页面加至一使用中的群组。特定页面亦被加至一空群组。其他耗损平均程序可通过使用群组构造而被执行。本专利技术亦说明一种实施耗损平均程序的设备。本专利技术的其他实施样态及优点可以从以下图式、详细说明与权利要求范围而了解。【专利附图】【附图说明】图1是一例示存储器管理系统的方块图。图2A至图2B显示针对由耗损平均所招致的地址重新映像的一分页表(pagetable)中的登载项的修改。图3显示一例示数据结构。图4显示用以交换热页面的动态耗损平均。图5是动态耗损平均的流程图。图6显示用以交换冷页面的静态耗损平均。图7是静态耗损平均的流程图。图8是一例示计算机系统的方块图。【主要元件符号说明】c:使用次数F:低空群组 F:高空群组中的最终页面I:低度使用中的群组P:空页面q:使用中的页面R:热交换阈值TLB:转换后备缓冲器3:登载项100:存储器管理系统120:操作系统122:0S 层分页124:寿命感知管理130:存储器管理单元132:地址转换单元134:转换后备缓冲器136:使用次数快取140:存储器142:分页表144:计数器242:分页表244:逻辑页面地址245:实体页面地址250:箭号251:箭号252:箭号310:空列表311 -319:空群组311a:最前空页面319a:最前空页面319b:最终空页面319c:最终空页面320:使用中的列表321?329:使用中的群组321a:使用中的页面329a:最前使用页面329z:最终使用中的页面810:计算机系统812:总线次系统814:存储器控制器816:数据处理器818:网络接口次系统820:用户接口输出装置822:用户接口输入设备824:储存次系统826:存储器次系统828:存储器830:主要随机存取存储器832:只读存储器【具体实施方式】以下将参考图1至图8来详细说明耗损平均技术实施例。图1是一例不存储器管理系统100的方块图，存储器管理系统100使用一种对包括多个页面的一存储器进行存储器管理的方法。此系统接口于用户进程(user process),例如App UApp 2以及App η。此系统依据用户进程进行程序执行及存储器配置。此系统包括一操作系统(OS) 120、一存储器管理单元(MMU) 130以及存储器140。操作系统120包括OS层分页122与寿命感知管理124，并与存储器管理单元130相沟通。存储器管理单元130包括一地址转换单元132、一转换后备缓冲器(TLB) 134以及一使用次数快取136，并与存储器140相沟通。存储器140可包括多个页面(其包括基于相变存储器(PCM)的页面)、一分页表142及多个计数器144。寿命感知管理124的逻辑用于导引由OS所采用的逻辑寻址或虚拟寻址所用的耗损平均程序。举例而言，寿命感知管理124可被实施作为OS的特征，或作为一附加(add-on)存储器驱动器程序。于此例子中，OS维持一转换后备缓冲器(TLB) 134以寻址存储器的页面，且与寿命感知管理124合作来维持使用次数快取136，其包括供TLB固有页面用的多个登载项(entry)。在其他实施例中，使用次数快取136可以不依赖TLB逻辑。转换后备缓冲器134可以是小而快的快取，其通过快取譬如页面与最近使用的页面的页框号码来加速地址转换时间。因此，为了支持耗损平均程序，它提供一种确认使用中的页面的有效方法。计数器144计算存储器中的实体页面的使用次数。实体页面的使用次数可能是写入计数或擦除计数。在此，使用次数小于另一实体页面使用次数的一实体页面，是被称为比另一实体页面"更年轻"。反之，另一个实体页面是被称为比具有较低使用次数的实体页面"更老"。对于具有使用次数快取的登载项的页面，使用次数快取136纪录由计数器144所产生的使用次数，其于此例子中包括TLB固有页面。于此种例子中，使用次数快取中的非固有页面的使用次数则被指定为"群组(bucket)"，这些群组具有与它们相关的对应使用次数范围。当页面被移动进入及离开使用次数快取136时，可基于与群组相关的范围，来预估页面的初始使用次数。使用次数快取136可用以避免针对非易失性存储器(例如PCM式存储器)中的每个页面的频繁计数器更新。使用次数快取136可能在存储器管理单元130中。寿命感知管理124决定如何分配并交换存储器中的页面以提高存储器耐久性。通过使用操作系统120中的OS层分页122，由页面布局以及交换所招致的地址重新映像可通过修改分页表142中的对应登载项而执行。通过使用寿命感知管理1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对包括多个页面的一存储器进行群组式耗损平均的方法，包括：依据多个使用次数指派多个使用中的页面给多个使用中的群组，包括一最低使用次数范围的一低度使用中的群组，以及一最高使用次数范围的一高度使用中的群组；依据多个使用次数指派多个空页面给多个空群组，该多个空群组包括一最低使用次数范围的一低空群组，以及一最高使用次数范围的一高空群组；维持多个使用中的页面的多个使用次数；以及决定一使用中的群组中的一目前使用中的页面的该使用次数是否超过一阈值，如果是，则将该目前使用中的页面中的数据移动至该低空群组中的一页面。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：方柏超，王成渊，李祥邦，陈纪豪，修丕承，郭大维，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：