本公开实施例涉及存储单元领域,尤指一种存储设备、数据处理方法、计算机系统和介质。
背景技术:
1、高带宽存储单元(high bandwidth memory,hbm)通过在一块芯片上堆叠多个内存芯片来实现高密度和高带宽的特性。这种堆叠设计使得内存芯片能够更紧密地集成在一起,减小了电路的长度,降低了信号传输的延迟,从而提高了数据传输的速率。
2、目前的计算机系统中,为了提高处理器读写数据的速度,通常在多级虚拟系统中设置高带宽存储单元(high bandwidth memory,hbm),然而高带宽存储单元通常不具备持久化存储能力,断电时会丢失数据。
技术实现思路
1、本公开实施例提供了一种存储设备、数据处理方法、计算机系统和介质。
2、第一方面,本公开实施例提供了一种存储设备,存储设备包括存储单元、控制芯片和电容管理器,其中,存储单元包括垂直堆叠的多层高带宽内存硅晶粒和垂直堆叠的多层闪存硅晶粒,多层闪存硅晶粒通过3d封装方式堆叠在多层高带宽内存硅晶粒上面;电容管理器被配置为:响应于控制芯片连接的外部电源断电,向控制芯片供电;控制芯片被配置为:在电容管理器供电时,将存储在多层高带宽内存硅晶粒中的数据转移至多层闪存硅晶粒中。
3、第二方面,本公开实施例提供了一种数据处理方法,应用于上述实施例中的存储设备,包括:响应于存储设备连接的外部电源断电,利用电容管理器向控制芯片供电;在电容管理器供电时,将存储在多层高带宽内存硅晶粒中的数据转移至多层闪存硅晶粒中;以及,当外部电源恢复通电时,将多层闪存硅晶粒中的数据转移至多层高带宽内存硅晶粒中。
4、第三方面,本公开实施例提供了一种计算机系统,包括主机和上述实施例中的存储设备,主机的处理器被配置为:在主机运行操作系统时,从主机的数据中分离出操作系统的运行状态信息;将运行状态信息存入存储设备中;以及,当主机断电后恢复通电时,从存储设备中读取运行状态信息,并根据运行状态信息将操作系统恢复至断电前的运行状态。
5、第四方面,本公开实施例中提供了一种非瞬态计算机存储介质,计算机可读存储介质存储有计算机程序,计算机程序时被处理器执行时实现上述实施例中的数据处理方法。
6、本公开实施例的存储设备,存储单元由多层高带宽内存硅晶和多层闪存硅晶粒通过3d封装方式堆叠而成,其中的高带内存宽硅晶粒具有较高的读写性能,闪存硅晶粒中则可以在断电时保持数据。当控制芯片连接的外部电源断开时,可以利用电容管理器向控制芯片供电,以便控制芯片在电容管理器供电期间将多层高带宽内存硅晶中的数据转移至多层闪存硅晶粒中,将存储设备实现为小型的混合存储系统,既可以持久化存储数据,还可以具有较高的数据交互性能,使得存储设备兼具了高性能和低成本的优点。
7、本公开的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得更加清楚,或者通过实施本公开而了解。本公开的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
1.一种存储设备,其特征在于,所述存储设备包括存储单元、控制芯片和电容管理器,其中,所述存储单元包括垂直堆叠的多层高带宽内存硅晶粒和垂直堆叠的多层闪存硅晶粒,所述多层闪存硅晶粒通过3d封装方式堆叠在所述多层高带宽内存硅晶粒上面;
2.根据权利要求1所述的存储设备,其特征在于,所述电容管理器包括放电器和电容;
3.根据权利要求2所述的存储设备,其特征在于,所述控制芯片设置有与所述电容管理器连接的掉电检测组件,所述掉电检测组件被配置为:接收到所述高电平信号时,向所述放电器发送所述供电开启信号。
4.根据权利要求3所述的存储设备,其特征在于,所述控制芯片包括处理器;所述掉电检测组件包括掉电检测器、状态寄存器、与门电路和控制寄存器,其中,
5.根据权利要求4所述的存储设备,其特征在于,所述掉电检测组件还包括与所述掉电检测器连接的使能处理器,被配置为开启或关闭所述掉电检测器。
6.根据权利要求4所述的存储设备,其特征在于,所述处理器还被配置为:当所述多层高带宽内存硅晶粒中的数据全部存入所述多层闪存硅晶粒中时,将所述控制寄存器中的预设位设置为0;
7.根据权利要求2所述的存储设备,其特征在于,所述电容管理器还包括充电器,被配置为在所述外部电源接通时,控制所述电容充电。
8.根据权利要求1所述的存储设备,其特征在于,所述存储设备还包括内存管理器,设置于所述控制芯片或所述存储单元中,所述内存管理器被配置为根据预先建立的内存地址与闪存地址的映射关系,将内存地址转换为闪存地址,所述内存地址表示数据在所述多层高带宽内存硅晶粒中的存储地址,所述闪存地址表示数据在所述多层闪存硅晶粒中的存储地址;
9.根据权利要求1所述的存储设备,其特征在于,将存储在所述多层高带宽内存硅晶粒中的数据转移至所述多层闪存硅晶粒中之后,所述控制芯片还被配置为:当所述外部电源恢复通电时,将所述多层闪存硅晶粒中的数据转移至所述多层高带宽内存硅晶粒中。
10.根据权利要求1至9之一所述的存储设备,其特征在于,所述存储设备与主机的处理器连接,所述外部电源由所述主机提供;
11.根据权利要求10所述的存储设备,其特征在于,所述存储设备内嵌于所述主机的处理器中。
12.一种数据处理方法,应用于权利要求1至11之一所述的存储设备,所述存储设备包括存储单元、控制芯片和电容管理器,其中,所述存储单元包括垂直堆叠的多层高带宽内存硅晶粒和垂直堆叠的多层闪存硅晶粒,所述多层闪存硅晶粒通过3d封装方式堆叠在所述多层高带宽内存硅晶粒上面;其特征在于,所述方法包括:
13.一种计算机系统,包括主机和权利要求1至11之一所述的存储设备,其特征在于,
14.根据权利要求13所述的计算机系统,其特征在于,所述计算机系统还包括cxl模组,以及,所述主机的处理器还被配置为:将所述运行状态信息之外的其他数据存入所述cxl模组。
15.一种非瞬态计算机存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序时被处理器执行时实现如权利要求12所述的数据处理方法。