基于存儲(chǔ)器系統(tǒng)的熱信息的存儲(chǔ)器系統(tǒng)管理的系統(tǒng)及方法
【專利說明】基于存儲(chǔ)器系統(tǒng)的熱信息的存儲(chǔ)器系統(tǒng)管理的系統(tǒng)及方法
[0001 ] 優(yōu)先權(quán)申請案
[0002] 本申請案主張對2013年10月16日提出申請的第14/055, 672號美國申請案的優(yōu) 先權(quán)權(quán)益，所述美國申請案主張對2013年3月15日提出申請的第61/791，673號美國臨時(shí) 申請案的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，所述申請案以全文引用的方式并入本文中。
【背景技術(shù)】
[0003] 存儲(chǔ)器系統(tǒng)用于例如個(gè)人數(shù)字助理（PDA)、膝上型計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話及數(shù)碼相機(jī)的 許多電子裝置中。最近存儲(chǔ)器芯片設(shè)計(jì)（特別是使用3D堆疊式結(jié)構(gòu)的那些設(shè)計(jì)）可展現(xiàn) 增加的數(shù)據(jù)密度及功率密度。伴隨著多通道存儲(chǔ)器及次級存儲(chǔ)器的使用以及跨越通道的工 作負(fù)載的分割，可能在存儲(chǔ)器系統(tǒng)中出現(xiàn)熱點(diǎn)。
[0004] 因此，通常需要執(zhí)行熱管理（例如通過能量管理及資源共享或工作負(fù)載公平性方 案）以減少或消除熱點(diǎn)。還通常需要用于能量管理及資源共享或工作負(fù)載公平性方案的請 求流優(yōu)先及事務(wù)節(jié)制機(jī)制。
【附圖說明】
[0005] 在附圖的各圖中以實(shí)例方式而非限制方式圖解說明所揭示技術(shù)的一些實(shí)施例，其 中：
[0006] 圖1是根據(jù)各種實(shí)施例的系統(tǒng)的圖式；
[0007] 圖2是根據(jù)各種實(shí)施例的混合芯片堆疊的圖式；
[0008] 圖3是根據(jù)各種實(shí)施例的圖解說明用于設(shè)定刷新率的方法的流程圖；
[0009] 圖4是根據(jù)各種實(shí)施例的邏輯系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的圖式；
[0010] 圖5是根據(jù)各種實(shí)施例的圖解說明存儲(chǔ)器節(jié)制方法的流程圖；
[0011] 圖6是根據(jù)各種實(shí)施例的靜態(tài)及動(dòng)態(tài)熱信息共享的實(shí)例；
[0012] 圖7A到7B是根據(jù)各種實(shí)施例的協(xié)作主機(jī)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)活動(dòng)映射的實(shí)例；
[0013] 圖8是根據(jù)各種實(shí)施例的協(xié)作主機(jī)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)活動(dòng)映射的實(shí)例；
[0014] 圖9A到9B是根據(jù)各種實(shí)施例的使用靜態(tài)及動(dòng)態(tài)熱數(shù)據(jù)的主機(jī)或存儲(chǔ)器控制器起 始的數(shù)據(jù)分配的圖式；
[0015] 圖10是根據(jù)各種實(shí)施例的圖解說明用于映射存儲(chǔ)器的方法的流程圖；及
[0016] 圖11是根據(jù)各種實(shí)施例的圖解說明用于分配存儲(chǔ)器的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 圖1是圖解說明其中可實(shí)施實(shí)例性實(shí)施例的系統(tǒng)100的圖式。系統(tǒng)100可包含通 過第一總線121耦合到存儲(chǔ)器控制器120的處理器110。存儲(chǔ)器控制器120可通過第二總 線122耦合到存儲(chǔ)器系統(tǒng)125。存儲(chǔ)器控制器120可執(zhí)行來自處理器110的存儲(chǔ)器事務(wù)請 求。存儲(chǔ)器控制器120可經(jīng)由第一總線121及第二總線122在處理器110與存儲(chǔ)器系統(tǒng) 125之間傳送數(shù)據(jù)。第一總線121及第二總線122可采用已知協(xié)議來將處理器110連接到 存儲(chǔ)器控制器120并將存儲(chǔ)器控制器120連接到存儲(chǔ)器系統(tǒng)130。系統(tǒng)100的一些實(shí)例可 包含個(gè)人計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理（PDA)、數(shù)碼相機(jī)、電子游戲、數(shù)字媒體播放 器/記錄等等。
[0018] 存儲(chǔ)器系統(tǒng)130可包括一或多個(gè)物理裝置（未展示），所述一或多個(gè)物理裝置各 自由根據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器控制器120的映射RAM 140中的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（下文中以實(shí)例方式稱為 "表"）映射到區(qū)域的一或多個(gè)物理通道（未展示）組成。區(qū)域可為通道、存儲(chǔ)體、存儲(chǔ)庫、 群組或存儲(chǔ)器系統(tǒng)中的任一其它分群。映射RAM 140可存儲(chǔ)如下文關(guān)于圖2所描述的存儲(chǔ) 器單元區(qū)域的溫度。存儲(chǔ)器控制器120可包含用以基于存儲(chǔ)于映射RAM 140中的溫度而將 存儲(chǔ)器分配請求中的從處理器110接收的邏輯存儲(chǔ)器地址映射到區(qū)域的塊地址的邏輯。存 儲(chǔ)器系統(tǒng)130可包含堆疊式存儲(chǔ)器裸片的混合存儲(chǔ)器立方體（HMC)系統(tǒng)，但實(shí)例性實(shí)施例 并不限于此。
[0019] 指令145可執(zhí)行操作系統(tǒng)（OS)及處理器110上的一或多個(gè)應(yīng)用程序。OS可代表 一或多個(gè)應(yīng)用程序請求存儲(chǔ)器系統(tǒng)130中的存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器控制器120可將應(yīng)用程序映射 到存儲(chǔ)器系統(tǒng)130中的物理位置。
[0020] 可鑒于性能或功率需要設(shè)計(jì)當(dāng)前地址映射及存儲(chǔ)器配置系統(tǒng)。這些或其它系統(tǒng)可 能不提供存儲(chǔ)器系統(tǒng)130可通過其影響主機(jī)處理器110的數(shù)據(jù)分配選擇、告知主機(jī)處理器 110例如熱緊急事件的事件或給其它熱連接的元件提供熱量變曲線的機(jī)制。
[0021] 裸片h傳感器及熱樽銦
[0022] 在一些實(shí)施例中，處理器110或存儲(chǔ)器控制器120可使用裸片上熱傳感器及熱模 型來指導(dǎo)如何映射并重新定位數(shù)據(jù)。在一些實(shí)例性實(shí)施例中，處理器110或存儲(chǔ)器控制器 120可使用裸片上熱傳感器及熱模型來基于其溫度個(gè)別地調(diào)整跨越區(qū)域的存儲(chǔ)器單元刷 新。
[0023] 圖2是根據(jù)各種實(shí)施例的存儲(chǔ)器系統(tǒng)200的圖式。存儲(chǔ)器系統(tǒng)200可起到存儲(chǔ)器 系統(tǒng)130 (圖1)的功能。存儲(chǔ)器系統(tǒng)200可包括存儲(chǔ)器裸片210及220。盡管圖解說明兩 個(gè)存儲(chǔ)器裸片，但存儲(chǔ)器系統(tǒng)200可包含兩個(gè)以下或兩個(gè)以上存儲(chǔ)器裸片。存儲(chǔ)器裸片210 及220可包含兩個(gè)或兩個(gè)以上存儲(chǔ)器單元區(qū)域。所述多個(gè)存儲(chǔ)器單元區(qū)域中的兩者或兩者 以上可各自包含用于感測對應(yīng)存儲(chǔ)器單元區(qū)域的溫度的熱傳感器（TS)。
[0024] 存儲(chǔ)器系統(tǒng)200可包含獨(dú)立邏輯及存儲(chǔ)器裸片、經(jīng)由硅中介層堆疊的裸片或直接 堆疊式裸片（"3D堆疊"）或者邏輯及存儲(chǔ)裸片的任一其它布置。在實(shí)例性實(shí)施例中，熱傳 感器（TS)可包含于邏輯裸片230中、包含于一或多個(gè)存儲(chǔ)器裸片中或包含于邏輯裸片230 以及存儲(chǔ)器裸片210及220兩者中。所述多個(gè)存儲(chǔ)器裸片中的每一者可包含至少一個(gè)TS。 所述多個(gè)存儲(chǔ)器裸片中的每一者可包含位于存儲(chǔ)器裸片的每一區(qū)域中的TS。TS中的每一 者可將信息發(fā)射到所述多個(gè)存儲(chǔ)器裸片中的每一其它者，且TS中的每一者可將信息發(fā)射 到熱控制邏輯（TCL)。TS的數(shù)目可基于裸片大小、熱梯度及所需溫度感測分辨率來確定。如 果需要較高分辨率，那么可使用較多TS。如果較低分辨率是充分的，那么可使用較少TS。
[0025] 溫度控制邏輯（TCL)可以固件或硬件來開發(fā)。TCL可讀取熱傳感器的狀態(tài)且可用 于基于每一區(qū)域的溫度調(diào)整所述區(qū)域的刷新率。TCL可讀取多個(gè)熱傳感器、所述多個(gè)熱傳感 器中的至少兩者對應(yīng)于不同存儲(chǔ)器單元區(qū)域。為支持不同裝置組合，TS可由外部邏輯經(jīng)由 外部接口讀取。每一類型的存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)裝置可由單獨(dú)TCL或其它控制邏輯單獨(dú)管理。
[0026] 在一些實(shí)施例中，TCL可通過將熱信息發(fā)射到在主機(jī)處理器110 (圖1)上執(zhí)行的 主機(jī)操作系統(tǒng)而指示熱點(diǎn)。TCL可進(jìn)一步給存儲(chǔ)器控制器120的映射邏輯指示熱點(diǎn)，使得存 儲(chǔ)器控制器120可避免映射到熱點(diǎn)。TCL可進(jìn)一步從主機(jī)處理器110或存儲(chǔ)器控制器120 中的一者或兩者接收熱信息。
[0027] 在其中邏輯層并不緊密耦合到存儲(chǔ)器裸片的存儲(chǔ)器系統(tǒng)130中，TCL塊可駐存于 存儲(chǔ)器裸片210或220中的一或多者上。在至少這些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器控制器120或其它 塊可從TCL讀取數(shù)據(jù)或TCL可將所需改變發(fā)射到處理器110。此發(fā)射可使用用以讀取存儲(chǔ) 器中的寄存器的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議實(shí)現(xiàn)，其中使用中斷信號或添加到存儲(chǔ)器系統(tǒng)130的特殊IO來允 許所需信息（例如簡單串行接口）的轉(zhuǎn)變。TCL可駐存于包含存儲(chǔ)器系統(tǒng)130的單獨(dú)邏輯 或存儲(chǔ)器裸片的任一位置中。
[0028] 熱棹制邏輯的橾作
[0029] TCL可連續(xù)地監(jiān)視TS或TCL可周期性地對TS的狀態(tài)進(jìn)行取樣。舉例來說，TCL可 每隔幾微秒（uS)對TS狀態(tài)進(jìn)行取樣。實(shí)例性實(shí)施例可提供一個(gè)以上或多個(gè)TS取樣算法。 例如，當(dāng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)130相對涼時(shí)，可通過僅周期性（舉例來說，每秒八次）地對溫度傳感 器進(jìn)行取樣而節(jié)省功率。當(dāng)溫度傳感器報(bào)告熱等級時(shí)，可更新算法以更頻繁地對所述傳感 器進(jìn)行取樣。取樣率可通過裝置130可如何迅速地改變溫度而確定?？呻S時(shí)間迅速地改變 的裝置及系統(tǒng)將需要較快速取樣，較慢改變溫度的裝置或系統(tǒng)可被較緩慢地取樣。
[0030] TCL邏輯可追蹤每一 TS的狀態(tài)。在不同實(shí)例性實(shí)施例中，所述狀態(tài)可在不同設(shè)計(jì) 之間及不同系統(tǒng)之間變化。
[0031] MM
[0032] 實(shí)例性實(shí)施例可基于溫度控制存儲(chǔ)器單元的刷新率。在實(shí)例性實(shí)施例中，關(guān)于對 刷新率的控制，并不以相同方式處理整個(gè)存儲(chǔ)器系統(tǒng)130。相反，可基于每一區(qū)域的溫度而 非裝置的任一給定位置處的最差情形溫度個(gè)別地刷新所述區(qū)域。
[0033] 表1是可如何使用溫度梯度類別來控制刷新的實(shí)例：
CN 105122226 A 說明書 4/11 頁
[0035] 表1
[0036] 如可在表1中看出，刷新率可基于從局部溫度傳感器取得的樣本針對存儲(chǔ)器的每 一通道或區(qū)域獨(dú)立地改變。在表1的說明性實(shí)例中，暖及Hotlx接收同一刷新率（裝置規(guī) 范中所規(guī)定的速率）。當(dāng)樣本展示裝置在冷區(qū)域中時(shí)，裝置或通道接收僅1/8正常刷新命 令，這是