一種優(yōu)化pcm內(nèi)存寫的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及計算機(jī)存儲技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種優(yōu)化PCM內(nèi)存寫的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]相變存儲器(Phase Change Memory, PCM)是一種新型的非易失性存儲器(Non-Volatile Memory，NVM)，它有著高密度、低功耗、高速讀寫的性能，是近些年被廣泛研究并且最先量產(chǎn)的NVM器件。但將PCM用作內(nèi)存時，同樣面臨著延遲、耐久性和能耗等方面的挑戰(zhàn)。因此，減少對PCM的與不僅可以提聞內(nèi)存系統(tǒng)性能，還可以延長使用壽命和減少能耗。
[0003]其中一種現(xiàn)有技術(shù)是采用粗粒度的內(nèi)存訪問，內(nèi)存控制器向內(nèi)存中寫數(shù)據(jù)采用突發(fā)方式，由于不區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)是否改變，因此存在冗余寫的問題，反而增大了功耗，降低了性能；另一種現(xiàn)有技術(shù)是利用加入犧牲緩存來減少對Flash的寫操作。由于PCM的寫機(jī)制與Flash不同，因此并不適用于PCM作為內(nèi)存的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種優(yōu)化PCM內(nèi)存寫的方法和裝置，可以減少幾余與操作，降低功耗，延長PCM的使用壽命，提聞PCM與的并行度，從而提聞PCM系統(tǒng)性能。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供了一種優(yōu)化PCM內(nèi)存寫的方法，所述方法包括以下步驟:
[0006]最后一級緩存LLC接收寫指令，其中LLC采用分段結(jié)構(gòu)，每一個段又進(jìn)一步分為更小的子段，每個子段有改變位；
[0007]判斷LLC是否寫命中；
[0008]當(dāng)LLC寫命中，數(shù)據(jù)寫入LLC，同時將要寫的數(shù)據(jù)與LLC的原有數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，若不等，則對應(yīng)所述子段的改變位設(shè)置第一狀態(tài)；當(dāng)LLC寫不命中，將改變位為第一狀態(tài)的子段替換出去，替換出的LLC子段寫入犧牲緩存，以便將數(shù)據(jù)寫入相變存儲器PCM，其中犧牲緩存設(shè)置在LLC與PCM之間，其中所述子段的大小與犧牲緩存行的大小相同。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供了一種優(yōu)化PCM內(nèi)存寫的裝置，所述裝置包括:
[0010]LLC，用于接收寫指令，并判斷LLC是否寫命中；當(dāng)LLC寫命中，數(shù)據(jù)寫入LLC，同時將要寫的數(shù)據(jù)與LLC的原有數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，若不等，則對應(yīng)所述子段的改變位設(shè)置第一狀態(tài)；當(dāng)LLC寫不命中，將改變位為第一狀態(tài)的子段替換出去，替換出的子段寫入犧牲緩存；
[0011]犧牲緩存，位于LLC與PCM之間，用于存放LLC中被替換出的子段，并判斷犧牲緩存是否寫命中；當(dāng)犧牲緩存寫不命中時，根據(jù)LRU選出一行；在選出的犧牲緩存行的寫回位為第三狀態(tài)的時候，將選出的犧牲緩存的行替換出去，寫入PCM。
[0012]本發(fā)明實施例的一種優(yōu)化PCM內(nèi)存寫的方法和裝置，減少了對PCM的寫次數(shù)，降低了功耗，延長了使用壽命，提高PCM寫的并行度，從而提高PCM系統(tǒng)性能。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實施例一種優(yōu)化PCM內(nèi)存寫的方法的流程圖；
[0014]圖2為本發(fā)明實施例一種優(yōu)化PCM內(nèi)存寫的裝置的示意圖；
[0015]圖3為本發(fā)明實施例一種優(yōu)化PCM內(nèi)存寫的裝置中犧牲緩存采用的第一算法流程圖。
【具體實施方式】
[0016]下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0017]圖1為本發(fā)明實施例一種優(yōu)化PCM內(nèi)存寫的方法的流程圖，如圖所示，本實施例具體包括如下步驟:
[0018]步驟101，最后一級緩存LLC接收寫指令，其中LLC采用分段結(jié)構(gòu)，每一個段又進(jìn)一步分為更小的子段，每個子段有改變位；
[0019]具體的，LLC采用分段結(jié)構(gòu)，由一組段組成，每個段對應(yīng)了一個地址標(biāo)記；段又進(jìn)一步分為更小的子段，每個子段有自己的有效位V和改變位C。為表述方便，假設(shè)一個段的大小為64B，一個段分為8個子段，每個子段為SB。由于每個段的數(shù)據(jù)的讀入和寫回是以子段為單位的，這樣訪存粒度就由粗粒度64B變?yōu)榧?xì)粒度8B ；
[0020]步驟102，判斷LLC是否寫命中；
[0021]例如可以通過判斷要寫的數(shù)據(jù)的地址標(biāo)記與原有數(shù)據(jù)的地址標(biāo)記是否相同，若相同且數(shù)據(jù)有效則寫命中，若不同則寫不命中；
[0022]步驟103，當(dāng)LLC寫命中，數(shù)據(jù)寫入LLC，同時將要寫的數(shù)據(jù)與LLC的原有數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，若不等，則對應(yīng)所述子段的改變位設(shè)置第一狀態(tài)；
[0023]其中，第一狀態(tài)可以為對應(yīng)子段的改變位C置為I的狀態(tài)，分段結(jié)構(gòu)中的改變位C和傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的臟位D略有不同，傳統(tǒng)緩存結(jié)構(gòu)中的臟位D是在寫命中時就置位，而改變位C是在寫命中時比較要寫的數(shù)據(jù)與原有數(shù)據(jù)是否相等，如果不等才置位，如果相等，將對應(yīng)子段的改變位設(shè)置第二狀態(tài)，第二狀態(tài)可以為對應(yīng)子段的改變位C置為O的狀態(tài)；
[0024]步驟104，當(dāng)LLC寫不命中，將改變位為第一狀態(tài)的子段替換出去，替換出的LLC子段寫入犧牲緩存，以便將數(shù)據(jù)寫入相變存儲器PCM，其中犧牲緩存設(shè)置在LLC與PCM之間，其中所述子段的大小與犧牲緩存行的大小相同。
[0025]具體的，替換出的LLC子段寫入犧牲緩存包括:判斷犧牲緩存是否寫命中；當(dāng)犧牲緩存寫命中時，若該行寫回位為第四狀態(tài)時，則將替換出的LLC子段寫入該行，并將寫回位設(shè)置為第三狀態(tài)；若該行寫回位為第三狀態(tài)時，則將替換出的LLC子段直接寫入，覆蓋該行；
[0026]當(dāng)犧牲緩存寫不命中時，根據(jù)LRU選出一行，若該行的寫回位為第四狀態(tài)，則將替換出的LLC子段直接寫入，覆蓋該行；若選出的犧牲緩存的行的寫回位為第三狀態(tài)時，將選出的犧牲緩存的行替換出去，寫入PCM，再根據(jù)LRU選出至少一個對應(yīng)其它芯片(chip)的寫回位為第三狀態(tài)的一行寫入PCM。
[0027]例如，當(dāng)犧牲緩存中訪問chipO的行被替換出來，再在LRU的基礎(chǔ)上將訪問其他chip的行替換出來寫入內(nèi)存，這樣就實現(xiàn)了多個寫操作的chip級并行。
[0028]其中，其中第三狀態(tài)可以為寫回位WB為O的狀態(tài)，第四狀態(tài)可以為寫回位WB為I的狀態(tài)；
[0029]此步驟的目的就是為了實現(xiàn)減少對PCM的寫操作，提高對PCM的寫并行度。
[0030]利用本實施例的一種優(yōu)化PCM內(nèi)存寫的方法，可以減少對PCM的寫次數(shù)，提高對PCM寫的并行度，還可以延長PCM使用壽命和減少PCM能耗。
[0031 ] 圖2為本發(fā)明實施例一種優(yōu)化PCM內(nèi)存寫的裝置的示意圖，如圖所示，本實施例的一種優(yōu)化PCM寫的裝置具體包括:LLC、犧牲緩存和分路器。
[0032]LLC，用于接收以子段為寫對象的寫指令，并判斷LLC是否寫命中；當(dāng)LLC寫命中，將要寫的數(shù)據(jù)與LLC的原有數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，若不等則向LLC的子段寫入數(shù)據(jù)，同時對應(yīng)所述子段的改變位設(shè)置第一狀態(tài)；當(dāng)LLC寫不命中，將改變位為第一狀態(tài)的子段替換出去，替換出的子段寫入犧牲緩存；
[0033]犧牲緩存，位于LLC與PCM之間，用于存放LLC中被替換出的子段，并判斷犧牲緩存是否寫命中；當(dāng)犧牲緩存寫不命中時，根據(jù)LRU選出一行；在選出的犧牲緩存行的寫回位為第三狀態(tài)的時候，將選出的犧牲緩存行替換出去，替換出的LLC子段寫入PCM ；
[0034]分路器，位于PCM內(nèi)部，用于對替換出的犧牲緩存的行和至少一個對應(yīng)其它chip的寫回位為第三狀態(tài)的一行同時寫入PCM的并行控制。
[0035]圖3為