基于存储器系统的热信息的存储器系统管理的系统及方法
【专利说明】基于存储器系统的热信息的存储器系统管理的系统及方法
[0001 ] 优先权申请案
[0002] 本申请案主张对2013年10月16日提出申请的第14/055, 672号美国申请案的优 先权权益，所述美国申请案主张对2013年3月15日提出申请的第61/791，673号美国临时 申请案的优先权权益，所述申请案以全文引用的方式并入本文中。
【背景技术】
[0003] 存储器系统用于例如个人数字助理（PDA)、膝上型计算机、移动电话及数码相机的 许多电子装置中。最近存储器芯片设计（特别是使用3D堆叠式结构的那些设计）可展现 增加的数据密度及功率密度。伴随着多通道存储器及次级存储器的使用以及跨越通道的工 作负载的分割，可能在存储器系统中出现热点。
[0004] 因此，通常需要执行热管理（例如通过能量管理及资源共享或工作负载公平性方 案）以减少或消除热点。还通常需要用于能量管理及资源共享或工作负载公平性方案的请 求流优先及事务节制机制。
【附图说明】
[0005] 在附图的各图中以实例方式而非限制方式图解说明所揭示技术的一些实施例，其 中：
[0006] 图1是根据各种实施例的系统的图式；
[0007] 图2是根据各种实施例的混合芯片堆叠的图式；
[0008] 图3是根据各种实施例的图解说明用于设定刷新率的方法的流程图；
[0009] 图4是根据各种实施例的逻辑系统结构的图式；
[0010] 图5是根据各种实施例的图解说明存储器节制方法的流程图；
[0011] 图6是根据各种实施例的静态及动态热信息共享的实例；
[0012] 图7A到7B是根据各种实施例的协作主机存储器数据活动映射的实例；
[0013] 图8是根据各种实施例的协作主机存储器数据活动映射的实例；
[0014] 图9A到9B是根据各种实施例的使用静态及动态热数据的主机或存储器控制器起 始的数据分配的图式；
[0015] 图10是根据各种实施例的图解说明用于映射存储器的方法的流程图；及
[0016] 图11是根据各种实施例的图解说明用于分配存储器的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0017] 图1是图解说明其中可实施实例性实施例的系统100的图式。系统100可包含通 过第一总线121耦合到存储器控制器120的处理器110。存储器控制器120可通过第二总 线122耦合到存储器系统125。存储器控制器120可执行来自处理器110的存储器事务请 求。存储器控制器120可经由第一总线121及第二总线122在处理器110与存储器系统 125之间传送数据。第一总线121及第二总线122可采用已知协议来将处理器110连接到 存储器控制器120并将存储器控制器120连接到存储器系统130。系统100的一些实例可 包含个人计算机、膝上型计算机、个人数字助理（PDA)、数码相机、电子游戏、数字媒体播放 器/记录等等。
[0018] 存储器系统130可包括一或多个物理装置（未展示），所述一或多个物理装置各 自由根据存储于存储器控制器120的映射RAM 140中的数据结构（下文中以实例方式称为 "表"）映射到区域的一或多个物理通道（未展示）组成。区域可为通道、存储体、存储库、 群组或存储器系统中的任一其它分群。映射RAM 140可存储如下文关于图2所描述的存储 器单元区域的温度。存储器控制器120可包含用以基于存储于映射RAM 140中的温度而将 存储器分配请求中的从处理器110接收的逻辑存储器地址映射到区域的块地址的逻辑。存 储器系统130可包含堆叠式存储器裸片的混合存储器立方体（HMC)系统，但实例性实施例 并不限于此。
[0019] 指令145可执行操作系统（OS)及处理器110上的一或多个应用程序。OS可代表 一或多个应用程序请求存储器系统130中的存储器。存储器控制器120可将应用程序映射 到存储器系统130中的物理位置。
[0020] 可鉴于性能或功率需要设计当前地址映射及存储器配置系统。这些或其它系统可 能不提供存储器系统130可通过其影响主机处理器110的数据分配选择、告知主机处理器 110例如热紧急事件的事件或给其它热连接的元件提供热量变曲线的机制。
[0021] 裸片h传感器及热樽铟
[0022] 在一些实施例中，处理器110或存储器控制器120可使用裸片上热传感器及热模 型来指导如何映射并重新定位数据。在一些实例性实施例中，处理器110或存储器控制器 120可使用裸片上热传感器及热模型来基于其温度个别地调整跨越区域的存储器单元刷 新。
[0023] 图2是根据各种实施例的存储器系统200的图式。存储器系统200可起到存储器 系统130 (图1)的功能。存储器系统200可包括存储器裸片210及220。尽管图解说明两 个存储器裸片，但存储器系统200可包含两个以下或两个以上存储器裸片。存储器裸片210 及220可包含两个或两个以上存储器单元区域。所述多个存储器单元区域中的两者或两者 以上可各自包含用于感测对应存储器单元区域的温度的热传感器（TS)。
[0024] 存储器系统200可包含独立逻辑及存储器裸片、经由硅中介层堆叠的裸片或直接 堆叠式裸片（"3D堆叠"）或者逻辑及存储裸片的任一其它布置。在实例性实施例中，热传 感器（TS)可包含于逻辑裸片230中、包含于一或多个存储器裸片中或包含于逻辑裸片230 以及存储器裸片210及220两者中。所述多个存储器裸片中的每一者可包含至少一个TS。 所述多个存储器裸片中的每一者可包含位于存储器裸片的每一区域中的TS。TS中的每一 者可将信息发射到所述多个存储器裸片中的每一其它者，且TS中的每一者可将信息发射 到热控制逻辑（TCL)。TS的数目可基于裸片大小、热梯度及所需温度感测分辨率来确定。如 果需要较高分辨率，那么可使用较多TS。如果较低分辨率是充分的，那么可使用较少TS。
[0025] 温度控制逻辑（TCL)可以固件或硬件来开发。TCL可读取热传感器的状态且可用 于基于每一区域的温度调整所述区域的刷新率。TCL可读取多个热传感器、所述多个热传感 器中的至少两者对应于不同存储器单元区域。为支持不同装置组合，TS可由外部逻辑经由 外部接口读取。每一类型的存储器或存储装置可由单独TCL或其它控制逻辑单独管理。
[0026] 在一些实施例中，TCL可通过将热信息发射到在主机处理器110 (图1)上执行的 主机操作系统而指示热点。TCL可进一步给存储器控制器120的映射逻辑指示热点，使得存 储器控制器120可避免映射到热点。TCL可进一步从主机处理器110或存储器控制器120 中的一者或两者接收热信息。
[0027] 在其中逻辑层并不紧密耦合到存储器裸片的存储器系统130中，TCL块可驻存于 存储器裸片210或220中的一或多者上。在至少这些实施例中，存储器控制器120或其它 块可从TCL读取数据或TCL可将所需改变发射到处理器110。此发射可使用用以读取存储 器中的寄存器的标准协议实现，其中使用中断信号或添加到存储器系统130的特殊IO来允 许所需信息（例如简单串行接口）的转变。TCL可驻存于包含存储器系统130的单独逻辑 或存储器裸片的任一位置中。
[0028] 热棹制逻辑的橾作
[0029] TCL可连续地监视TS或TCL可周期性地对TS的状态进行取样。举例来说，TCL可 每隔几微秒（uS)对TS状态进行取样。实例性实施例可提供一个以上或多个TS取样算法。 例如，当存储器系统130相对凉时，可通过仅周期性（举例来说，每秒八次）地对温度传感 器进行取样而节省功率。当温度传感器报告热等级时，可更新算法以更频繁地对所述传感 器进行取样。取样率可通过装置130可如何迅速地改变温度而确定。可随时间迅速地改变 的装置及系统将需要较快速取样，较慢改变温度的装置或系统可被较缓慢地取样。
[0030] TCL逻辑可追踪每一 TS的状态。在不同实例性实施例中，所述状态可在不同设计 之间及不同系统之间变化。
[0031] MM
[0032] 实例性实施例可基于温度控制存储器单元的刷新率。在实例性实施例中，关于对 刷新率的控制，并不以相同方式处理整个存储器系统130。相反，可基于每一区域的温度而 非装置的任一给定位置处的最差情形温度个别地刷新所述区域。
[0033] 表1是可如何使用温度梯度类别来控制刷新的实例：
CN 105122226 A 说明书 4/11 页
[0035] 表1
[0036] 如可在表1中看出，刷新率可基于从局部温度传感器取得的样本针对存储器的每 一通道或区域独立地改变。在表1的说明性实例中，暖及Hotlx接收同一刷新率（装置规 范中所规定的速率）。当样本展示装置在冷区域中时，装置或通道接收仅1/8正常刷新命 令，这是