用于使用服务质量来向相异存储设备分配存储的系统和方法
【专利说明】用于使用服务质量来向相异存储设备分配存储的系统和方法
[0001]优先权和相关申请声明
[0002]本申请是于2012年12月24日递交的、名称为“System and Method for ManagingPerformance of a Computing Device Having Dissimilar Memory Types”(代理人案号N0.123065U1)的共同待决的美国专利申请序列号N0.13/726, 537的部分继续专利申请，其中，美国专利申请序列号N0.13/726，537基于35U.S.C.119(e)要求享有于2012年12月10日递交的、已转让的临时申请序列号N0.61/735，352(代理人案号N0.123065P1)、名称为“System and Method for Managing Performance of a Computing Device HavingDissimilar Memory Types”的美国临时专利申请的优先权，故此以弓I用方式将这些申请的全部内容均并入本文。
【背景技术】
[0003]在计算机系统和设备中，特别在诸如蜂窝电话、便携式数字助理(PDA)、便携式游戏控制台、掌上型计算机、平板计算机以及其它便携式电子设备之类的便携式计算设备(PCD)中，系统性能和功率要求正在变得日益地高要求。这种设备可以包括被优化用于特定目的的两种或更多种类型的处理单元。例如，一个或多个中央处理单元(CPU)可以用于通用的系统级性能或其它目的，而图形处理单元(GPU)可以被专门地设计用于操作计算机图形以输出到显示设备。随着每个处理器要求更多的性能，存在着对被设计为实现每个处理器的特定目的的更快和更专用的存储设备的需求。存储架构通常被优化用于特定的应用。(PU可能要求具有可接受的系统级性能的高密度存储器，而GPU可能要求具有比CPU显著更高的性能的相对较低密度的存储器。
[0004]因此，诸如PCD之类的单个计算机设备可以包括两个或多个相异存储设备，其中每个专用存储设备被优化用于其专用目的并且与特定的处理单元配对并专用于该特定的处理单元。在这种常规的架构(被称为“分立”架构)中，每个专用处理单元经由多个物理/控制层(其中每个具有相应的存储通道)物理地耦合到不同类型的存储设备。每个专用处理器单元以出于其预定目的而优化的不同的数据速率来物理地存取相应的存储设备。例如，在一个示例性的配置中，通用CPU可以以优化的数据带宽(例如，17Gb/s)来物理地存取第一类型的动态随机存取存储器(DRAM)设备。较高性能、专用的GPU可以以较高的数据带宽(例如，34Gb/s)来物理地存取第二类型的DRAM设备。虽然分立架构单独地优化CPU和GPU的性能，但是存在多个重大缺点。
[0005]为了获得较高的性能，GPU专用存储器必须被调整大小并且被配置为处理所有潜在的使用情况、显示分辨率和系统设置。此外，因为只有GPU能够以较高的数据带宽来物理地存取GPU专用存储器，所以这种较高的性能是“局部化的”。虽然CPU可以存取GPU专用存储器并且GPU可以存取CPU专用存储器，但是分立架构经由GPU和CPU之间的物理互连总线(例如，外围组件高速互连(PCIE))、以减小的数据带宽来提供这种存取，该数据带宽通常小于用于任一类型存储设备的优化的带宽。即使GPU和CPU之间的物理互连总线没有运行为性能“瓶颈”，但是分立架构不允许GPU或CPU利用两种不同类型的存储设备的经组合的、总的可用带宽。各个存储设备的存储空间被放置在单独的、存储地址连续块中。换句话说，整个存储映射将第一类型的存储设备放置在一个连续块中，并且将第二类型的存储设备单独地放置在不同的连续块中。不同存储设备的存储端口之间不存在硬件协调来支持驻留在相同的连续块中的物理存取。
[0006]因此，虽然存在对计算机系统中更专用的存储设备的增加的需求，以提供计算机设备中越来越多的系统和功率性能，但是在本领域中仍然存在对用于对相异存储设备进行管理的提高的系统和方法的需求。
【发明内容】
[0007]提供了用于向相异存储设备分配存储的系统和方法。示例性的实施例包括一种用于向相异存储设备分配存储的方法。确定交织带宽比率，该交织带宽比率包括用于两个或多个相异存储设备的带宽的比率。根据交织带宽比率来对相异存储设备进行交织，以定义具有不同性能等级的两个或多个存储区域。基于服务质量(QoS)来向存储区域分配存储地址请求。
【附图说明】
[0008]在附图中，类似的附图标记指代贯穿各种视图中的类似部件，除非另外指示。对于具有诸如“102A”或“102B”等字母符号标示的附图标记，字母符号标示可以对出现在相同附图中的两个类似部件或要素进行区分。当旨在用附图标记来包含所有附图中具有相同附图标记的所有部件时，可以省略用于附图标记的字母符号标示。
[0009]图1是用于对相异存储设备进行管理的系统的实施例的框图。
[0010]图2是一种由图1中的存储通道优化模块执行的、用于对相异存储设备进行管理的方法的实施例的流程图。
[0011]图3是示出了用于各种类型的相异存储设备的交织带宽比率的示例性表格。
[0012]图4是示出了图1的存储通道优化模块的组件的框图。
[0013]图5是示出了基于各种交织带宽比率的存储通道地址重映射的示例性表格。
[0014]图6是示出了图4的通道重映射模块的实施例的通用操作、架构和功能的组合的流程/框图。
[0015]图7是示出了一种用于创建跨越相异存储设备的多个逻辑区域的交织方法的实施例的图。
[0016]图8是示出了便携式计算设备中的存储通道优化模块的示例性实现的框图。
[0017]图9是示出了一种包括耦合到高级操作系统(HLOS)的、用于向相异存储设备分配存储的存储通道优化模块的系统的另一实施例的框图。
[0018]图10是示出了用于经由HLOS所提供的QoS来向统一存储空间中的区域分配存储的、图9的系统的架构和操作的实施例的框图。
[0019]图11是示出了用于经由与存储通道优化模块相关联的QoS监测模块来向统一存储空间中的区域分配存储的另一实施例的框图。
[0020]图12是示出了一种用于基于QoS服务来向相异存储设备动态地分配存储的方法的实施例的流程图。
[0021]图13示出了经由与HLOS API相关联的存储分配函数来向逻辑区域分配存储的图7的示图。
【具体实施方式】
[0022]本文使用词语“示例性的”来表示“用作示例、实例或说明”。本文中被描述为“示例性的”任何方面不一定解释为比其它方面优选或有利。
[0023]在本描述中，术语“应用”还可以包括具有可执行内容的文件，例如:对象代码、脚本、字节代码、标记语言文件和补丁。此外，本文提到的“应用”还可以包括本质上不可执行的文件，例如可能需要打开的文档或需要存取的其它数据文件。
[0024]术语“内容”还可以包括具有可执行内容的文件，例如:对象代码、脚本、字节代码、标记语言文件和补丁。此外，本文提到的“内容”还可以包括本质上不可执行的文件，例如可能需要打开的文档或需要存取的其它数据文件。
[0025]如本描述中所使用的，术语“组件”、“数据库”、“模块”、“系统”等旨在指代计算机相关的实体，硬件、固件、硬件和软件的组合、软件或者执行中的软件。例如，组件可以是但不限于:在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行程序、执行的线程、程序和/或计算机。通过说明的方式，在计算设备上运行的应用和计算设备两者都可以是组件。一个或多个组件可以驻留在执行的进程和/或线程内，并且组件可以集中在一个计算机上和/或分布在两个或多个计算机之间。此外，可以通过其上存储有各种数据结构的各种计算机可读介质来执行这些组件。组件可以通过本地的和/或远程的过程的方式，例如根据具有一个或多个数据分组的信号(例如，来自与本地系统、分布式系统中另一个组件进行交互的一个组件的数据，和/或通过信号的方式越过诸如互联网之类的网络与其它系统进行交互的一个组件的数据)来进行通信。
[0026]在本描述中，术语“通信设备”、“无线设备”、“无线电话”、“无线通信设备”和“无线手持装置”可互换地使用。随着第三代(“3G”)无线技术和第四代(“4G”)的出现，更大的带宽可用性已经实现了具有更多种类的无线能力的更多便携式计算设备。因此，便携式计算设备可以包括蜂窝电话、寻呼机、PDA、智能电话、导航设备或具有无线连接或链路的手持计算机。
[0027]图1示出了包括存储管理架构的系统100，在具有用于对不同类型的两个或多个存储设备、或者具有不同数据带宽的相似类型存储设备(被称为“相异存储设备”)进行存取的两个或多个专用处理单元的任何适当的计算设备中，可以实现该架构。计算设备可以包括个人计算机、工作站、服务器、便携式计算设备(PCD)(例如，蜂窝电话、便携式数字助理(PD