技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體涉及計(jì)算機(jī)處理器領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及用于反向存儲(chǔ)器備份(sparing)的方法和裝置。

相關(guān)技術(shù)描述

動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)被組織成行與列，并且通過(guò)稱為“選通(strobes)”的電信號(hào)被訪問(wèn)，電信號(hào)沿著行被傳送到列。為了訪問(wèn)存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器控制器激活行訪問(wèn)選通線以指示將在其中找到數(shù)據(jù)的行(高位)，并且列訪問(wèn)選通指定列(低位)。然后將數(shù)據(jù)提供到輸出線并且在下一時(shí)鐘周期上提供到數(shù)據(jù)的目的地。

DRAM器件具有高失效率。當(dāng)前的存儲(chǔ)器架構(gòu)解決方案使用“備份”技術(shù)以通過(guò)物理地標(biāo)出失效區(qū)來(lái)降低存儲(chǔ)器子系統(tǒng)的年服務(wù)率(ASR)。存儲(chǔ)器以未失效狀態(tài)開(kāi)始。硬件和/或固件標(biāo)識(shí)硬DRAM失效并且調(diào)用備份資源以標(biāo)出失效，將存儲(chǔ)器移到n失效狀態(tài)。后續(xù)的硬失效可以調(diào)用附加的備份，如果可用的話，其將存儲(chǔ)器移到n+1失效狀態(tài)。這在本說(shuō)明書(shū)中被稱為“前向”，或更一般地在工業(yè)中簡(jiǎn)單地被稱為“備份”。在使用所有前向備份資源之后，必須發(fā)起服務(wù)調(diào)用。

附圖說(shuō)明

結(jié)合以下附圖，從以下具體實(shí)施方式中可獲得對(duì)本發(fā)明更好的理解，其中：

圖1A是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示例性有序取出、解碼、引退流水線以及示例性寄存器重命名的亂序發(fā)布/執(zhí)行流水線兩者的框圖；

圖1B是示出根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的要包括在處理器中的有序取出、解碼、引退核的示例性實(shí)施例和示例性的寄存器重命名的亂序發(fā)布/執(zhí)行架構(gòu)核的框圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有集成的存儲(chǔ)器控制器和圖形器件的單核處理器和多核處理器的框圖。

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)的框圖；

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第二系統(tǒng)的框圖；

圖5示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的第三系統(tǒng)的框圖；

圖6示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的芯片上系統(tǒng)(SoC)的框圖；

圖7示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的、對(duì)照使用軟件指令轉(zhuǎn)換器將源指令集中的二進(jìn)制指令轉(zhuǎn)換成目標(biāo)指令集中的二進(jìn)制指令的框圖；

圖8示出包括具有存儲(chǔ)器備份邏輯的存儲(chǔ)器控制器的處理器架構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例；

圖9示出存儲(chǔ)器備份等級(jí)的層次結(jié)構(gòu)，每個(gè)等級(jí)具有不同的粒度；

圖10示出存儲(chǔ)器控制器中的將系統(tǒng)地址解碼為物理存儲(chǔ)器地址的示例性地址解碼器；

圖11示出在雙列直插存儲(chǔ)器模塊(DIMM)的前部和后部上的存儲(chǔ)器器件；

圖12A-C示出包括多個(gè)存儲(chǔ)器區(qū)塊的存儲(chǔ)器器件和用于將區(qū)塊物理地映射到總線的不同方法的一個(gè)實(shí)施例；

圖13A示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于寫(xiě)入到備份存儲(chǔ)器器件的存儲(chǔ)器備份邏輯；

圖13B示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于讀取備份存儲(chǔ)器器件的存儲(chǔ)器備份邏輯；

圖14A-C示出一個(gè)實(shí)施例，其中以第一粒度和第二粒度執(zhí)行前向存儲(chǔ)器備份，被反向存儲(chǔ)器備份操作分開(kāi)；以及

圖15示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法。

具體實(shí)施方式

在下面的描述中，為了進(jìn)行解釋，闡述了眾多具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)以下描述的本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的透徹理解。然而，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)中的一些細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施本發(fā)明的各實(shí)施例。在其他實(shí)例中，公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備以框圖形式示出，以避免使本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的基本原理模糊。

示例性處理器架構(gòu)和數(shù)據(jù)類型

圖1A是示出根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的示例性有序取出、解碼、引退流水線和示例性的寄存器重命名的亂序發(fā)布/執(zhí)行流水線的框圖。圖1B是示出根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的要包括在處理器中的有序取出、解碼、引退核的示例性實(shí)施例和示例性的寄存器重命名的亂序發(fā)布/執(zhí)行架構(gòu)核的框圖。圖1A-B中的實(shí)線框示出了流水線和核的有序部分，而可選增加的虛線框示出了寄存器重命名的、亂序發(fā)布/執(zhí)行流水線和核。

在圖1A中，處理器流水線100包括取出級(jí)102、長(zhǎng)度解碼級(jí)104、解碼級(jí)106、分配級(jí)108、重命名級(jí)110、調(diào)度(也稱為分派或發(fā)布)級(jí)112、寄存器讀取/存儲(chǔ)器讀取級(jí)114、執(zhí)行級(jí)116、寫(xiě)回/存儲(chǔ)器寫(xiě)入級(jí)118、異常處理級(jí)122以及提交級(jí)124。

圖1B示出處理器核190，其包括耦合到執(zhí)行引擎單元150的前端單元130，執(zhí)行引擎單元150和前端單元130兩者都耦合到存儲(chǔ)器單元170。核190可以是精簡(jiǎn)指令集計(jì)算(RISC)核、復(fù)雜指令集計(jì)算(CISC)核、超長(zhǎng)指令字(VLIW)核或混合或替代核類型。作為又一選項(xiàng)，核190可以是專用核，諸如例如，網(wǎng)絡(luò)或通信核、壓縮引擎、協(xié)處理器核、通用計(jì)算圖形處理單元(GPGPU)核、圖形核等等。

前端單元130包括耦合到指令高速緩存單元134的分支預(yù)測(cè)單元132，指令高速緩存單元134耦合到指令轉(zhuǎn)換后備緩沖器(TLB)136，指令轉(zhuǎn)換后備緩沖器136耦合到指令取出單元138，指令取出單元138耦合到解碼單元140。解碼單元140(或解碼器)可解碼指令，并生成從原始指令解碼出的、或以其他方式反映原始指令的、或從原始指令導(dǎo)出的一個(gè)或多個(gè)微操作、微代碼進(jìn)入點(diǎn)、微指令、其他指令、或其他控制信號(hào)作為輸出。解碼單元140可使用各種不同的機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。合適的機(jī)制的示例包括但不僅限于，查找表、硬件實(shí)現(xiàn)、可編程邏輯陣列(PLA)、微代碼只讀存儲(chǔ)器(ROM)等等。在一個(gè)實(shí)施例中，核190包括(例如，在解碼單元140中或以其他方式在前端單元130內(nèi)的)用于存儲(chǔ)某些宏指令的微代碼的微代碼ROM或其他介質(zhì)。解碼單元140耦合至執(zhí)行引擎單元150中的重命名/分配器單元152。

執(zhí)行引擎單元150包括耦合到引退單元154的重命名/分配器單元152和一個(gè)或多個(gè)調(diào)度器單元的集合156。調(diào)度器單元156表示任意數(shù)量的不同調(diào)度器，包括預(yù)留站、中心指令窗等。調(diào)度器單元156耦合到物理寄存器組單元158。每個(gè)物理寄存器組單元158表示一個(gè)或多個(gè)物理寄存器組，其中不同的物理寄存器組存儲(chǔ)一種或多種不同的數(shù)據(jù)類型，諸如標(biāo)量整數(shù)、標(biāo)量浮點(diǎn)、緊縮整數(shù)、緊縮浮點(diǎn)、向量整數(shù)、向量浮點(diǎn)、狀態(tài)(例如，作為要執(zhí)行的下一指令的地址的指令指針)等。在一個(gè)實(shí)施例中，物理寄存器組單元158包括向量寄存器單元、寫(xiě)掩碼寄存器單元和標(biāo)量寄存器單元。這些寄存器單元可以提供架構(gòu)向量寄存器、向量掩碼寄存器和通用寄存器。物理寄存器組單元158由隱退單元154重疊以示出可實(shí)現(xiàn)寄存器重命名和亂序執(zhí)行的各種方式(例如，使用重排序緩沖器和引退寄存器組；使用未來(lái)文件(future file)、歷史緩沖器和引退寄存器組；使用寄存器映射和寄存器池，等等)。引退單元154和物理寄存器組單元158耦合到執(zhí)行群集160。執(zhí)行群集160包括一個(gè)或多個(gè)執(zhí)行單元162的集合和一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器訪問(wèn)單元164的集合。執(zhí)行單元162可以對(duì)各種類型的數(shù)據(jù)(例如，標(biāo)量浮點(diǎn)、緊縮整數(shù)、緊縮浮點(diǎn)、向量整數(shù)、向量浮點(diǎn))執(zhí)行各種操作(例如，移位、加法、減法、乘法)。盡管一些實(shí)施例可以包括專用于特定功能或功能集的數(shù)個(gè)執(zhí)行單元，但是其他實(shí)施例可以僅包括一個(gè)執(zhí)行單元或全部都執(zhí)行所有功能的多個(gè)執(zhí)行單元。調(diào)度器單元156、物理寄存器組單元158和執(zhí)行群集160被示為可能有多個(gè)，因?yàn)槟承?shí)施例為某些類型的數(shù)據(jù)/操作創(chuàng)建分開(kāi)的流水線(例如，各自具有其自身的調(diào)度器單元、物理寄存器組單元和/或執(zhí)行群集的標(biāo)量整數(shù)流水線、標(biāo)量浮點(diǎn)/緊縮整數(shù)/緊縮浮點(diǎn)/向量整數(shù)/向量浮點(diǎn)流水線和/或存儲(chǔ)器訪問(wèn)流水線——以及在分開(kāi)的存儲(chǔ)器訪問(wèn)流水線的情況下，實(shí)現(xiàn)其中僅該流水線的執(zhí)行群集具有存儲(chǔ)器訪問(wèn)單元164的某些實(shí)施例)。還應(yīng)當(dāng)理解，在使用分開(kāi)的流水線的情況下，這些流水線中的一個(gè)或多個(gè)可以是亂序發(fā)布/執(zhí)行的，而其余的是有序的。

存儲(chǔ)器訪問(wèn)單元的集合164耦合到存儲(chǔ)器單元170，該存儲(chǔ)器單元170包括耦合到數(shù)據(jù)高速緩存單元174的數(shù)據(jù)TLB單元172，其中數(shù)據(jù)高速緩存單元174耦合到第2級(jí)(L2)高速緩存單元176。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，存儲(chǔ)器訪問(wèn)單元164可包括加載單元、存儲(chǔ)地址單元和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)單元，其中的每一個(gè)均耦合至存儲(chǔ)器單元170中的數(shù)據(jù)TLB單元172。指令高速緩存單元134還耦合到存儲(chǔ)器單元170中的第二級(jí)(L2)高速緩存單元176。L2高速緩存單元176耦合到一個(gè)或多個(gè)其他層級(jí)的高速緩存，并最終耦合到主存儲(chǔ)器。

作為示例，示例性寄存器重命名的亂序發(fā)布/執(zhí)行核架構(gòu)可以如下方式實(shí)現(xiàn)流水線100：1)指令取出138執(zhí)行取出和長(zhǎng)度解碼級(jí)102和104；2)解碼單元140執(zhí)行解碼級(jí)106；3)重命名/分配器單元152執(zhí)行分配級(jí)108和重命名級(jí)110；4)調(diào)度器單元156執(zhí)行調(diào)度級(jí)112；5)物理寄存器組單元158和存儲(chǔ)器單元170執(zhí)行寄存器讀取/存儲(chǔ)器讀取級(jí)114；執(zhí)行群集160執(zhí)行執(zhí)行級(jí)116；6)存儲(chǔ)器單元170和物理寄存器組單元158執(zhí)行寫(xiě)回/存儲(chǔ)器寫(xiě)入級(jí)118；7)各單元可牽涉到異常處理級(jí)122；以及8)引退單元154和物理寄存器組單元158執(zhí)行提交級(jí)124。

核190可支持一個(gè)或多個(gè)指令集(例如，x86指令集(具有與較新版本一起添加的一些擴(kuò)展)；加利福尼亞州桑尼維爾市的MIPS技術(shù)公司的MIPS指令集；加利福尼州桑尼維爾市的ARM控股公司的ARM指令集(具有諸如NEON之類的可選的附加擴(kuò)展))，其中包括本文中所描述的指令。在一個(gè)實(shí)施例中，核190包括用于支持緊縮數(shù)據(jù)指令集擴(kuò)展(例如，AVX1、AVX2和/或下文描述的一些形式的通用向量友好指令格式(U＝0和/或U＝1))的邏輯，從而使用緊縮數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行由許多多媒體應(yīng)用使用的操作。

應(yīng)當(dāng)理解，核可支持多線程操作(執(zhí)行兩個(gè)或更多個(gè)并行的操作或線程的集合)，并且可以按各種方式來(lái)完成該多線程操作，各種方式包括時(shí)分多線程操作、同步多線程操作(其中，單個(gè)物理核為物理核正在同步進(jìn)行多線程操作的多個(gè)線程中的每一個(gè)線程提供邏輯核)或其組合(例如，時(shí)分取出和解碼以及此后諸如利用超線程技術(shù)的同步多線程操作)。

盡管在亂序執(zhí)行的上下文中描述了寄存器重命名，但是，應(yīng)當(dāng)理解，寄存器重命名可以用于有序架構(gòu)中。盡管所示出的處理器的實(shí)施例還包括分開(kāi)的指令和數(shù)據(jù)高速緩存單元134/174以及共享L2高速緩存單元176，但替代實(shí)施例可以具有用于指令和數(shù)據(jù)兩者的單個(gè)內(nèi)部高速緩存，諸如例如，第一級(jí)(L1)內(nèi)部高速緩存或多個(gè)層級(jí)的內(nèi)部高速緩存。在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)可以包括內(nèi)部高速緩存以及在核和/或處理器外部的外部高速緩存的組合?；蛘撸扛咚倬彺娑伎梢栽诤撕?或處理器的外部。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的可具有多于一個(gè)的核、可具有集成存儲(chǔ)器控制器、以及可具有集成圖形器件的處理器200的框圖。圖2中的實(shí)線框示出具有單個(gè)核202A、系統(tǒng)代理210、一個(gè)或多個(gè)總線控制器單元216的集合的處理器200，而虛線框的可選附加示出具有多個(gè)核202A-N、系統(tǒng)代理單元210中的一個(gè)或多個(gè)集成存儲(chǔ)器控制器單元214的集合以及專用邏輯208的替代處理器200。

因此，處理器200的不同實(shí)現(xiàn)可包括：1)CPU，其中，專用邏輯208是集成圖形和/或科學(xué)(吞吐量)邏輯(其可包括一個(gè)或多個(gè)核)，并且核202A-N是一個(gè)或多個(gè)通用核(例如，通用有序核、通用亂序核、這兩者的組合)；2)協(xié)處理器，其中，核202A-N是旨在主要用于圖形和/或科學(xué)(吞吐量)的大量專用核；以及3)協(xié)處理器，其中，核202A-N是大量通用有序核。因此，處理器200可以是通用處理器、協(xié)處理器或?qū)Ｓ锰幚砥?，專用處理器諸如例如，網(wǎng)絡(luò)或通信處理器、壓縮引擎、圖形處理器、GPGPU(通用圖形處理單元)、高吞吐量的集成眾核(MIC)協(xié)處理器(包括30個(gè)或更多核)或嵌入式處理器等。處理器可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)芯片上。處理器200可以是一個(gè)或多個(gè)基板的部分，和/或可以使用數(shù)種工藝技術(shù)中的任何技術(shù)來(lái)將處理器1500實(shí)現(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)基板上，數(shù)種工藝技術(shù)諸如，BiCMOS、CMOS或NMOS。

存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)包括核內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)層級(jí)的高速緩存，一組或一個(gè)或多個(gè)共享高速緩存單元206以及耦合到集成存儲(chǔ)器控制器單元的集合214的外部存儲(chǔ)器(未示出)。共享高速緩存單元的集合206可以包括一個(gè)或多個(gè)中級(jí)高速緩存，諸如，第2級(jí)(L2)、第3級(jí)(L3)、第4級(jí)(L4)，或其他層級(jí)的高速緩存，末級(jí)高速緩存(LLC)，和/或上述各項(xiàng)的組合。盡管在一個(gè)實(shí)施例中，基于環(huán)的互連單元212將集成圖形邏輯208、共享高速緩存單元的集合206以及系統(tǒng)代理單元210/集成存儲(chǔ)器控制器單元214互連，但替代實(shí)施例可使用任何數(shù)量的公知技術(shù)來(lái)互連此類單元。在一個(gè)實(shí)施例中，可維護(hù)一個(gè)或多個(gè)高速緩存單元206和核202A-N之間的一致性(coherency)。

在一些實(shí)施例中，核202A-N中的一個(gè)或多個(gè)能夠進(jìn)行多線程操作。系統(tǒng)代理210包括協(xié)調(diào)并操作核202A-N的那些組件。系統(tǒng)代理單元210可包括例如功率控制單元(PCU)和顯示單元。PCU可以是或可包括用于調(diào)節(jié)核202A-N和集成圖形邏輯208的功率狀態(tài)所需的邏輯和組件。顯示單元用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)從外部連接的顯示器。

核202A-N在架構(gòu)指令集方面可以是同構(gòu)或異構(gòu)的；也就是說(shuō)，這些核202A-N中的兩個(gè)或更多個(gè)核可能能夠執(zhí)行相同的指令集，而其他核可能僅能夠執(zhí)行該指令集的子集或不同的指令集。在一個(gè)實(shí)施例中，核202A-N是異構(gòu)的并且包括下述“小型”核和“大型”核。

圖3-6是示例性計(jì)算機(jī)架構(gòu)的框圖。本領(lǐng)域中已知的用于膝上型計(jì)算機(jī)、臺(tái)式機(jī)、手持式PC、個(gè)人數(shù)字助理、工程工作站、服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)集線器、交換機(jī)、嵌入式處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、圖形器件、視頻游戲設(shè)備、機(jī)頂盒、微控制器、蜂窩電話、便攜式媒體播放器、手持設(shè)備以及各種其他電子設(shè)備的其他系統(tǒng)設(shè)計(jì)和配置也是合適的。一般而言，能夠涵蓋本文中所公開(kāi)的處理器和/或其他執(zhí)行邏輯的多種系統(tǒng)和電子設(shè)備通常都是合適的。

現(xiàn)在參考圖3，所示出的是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的系統(tǒng)300的框圖。系統(tǒng)300可以包括一個(gè)或多個(gè)處理器310、315，這些處理器耦合到控制器中樞320。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器中樞320包括圖形存儲(chǔ)器控制器中樞(GMCH)390和輸入/輸出中樞(IOH)350(其可以在分開(kāi)的芯片上)；GMCH 390包括存儲(chǔ)器和圖形控制器，存儲(chǔ)器340和協(xié)處理器345耦合到該存儲(chǔ)器和圖形控制器；IOH 350將輸入/輸出(I/O)設(shè)備360耦合到GMCH 390。或者，存儲(chǔ)器和圖形控制器中的一個(gè)或兩者可以被集成在處理器內(nèi)(如本文中所描述的)，存儲(chǔ)器340和協(xié)處理器345直接耦合到處理器310以及控制器中樞320，該控制器中樞與IOH 350處于單個(gè)芯片中。

在圖3中以虛線表示附加的處理器315的任選的性質(zhì)。每一個(gè)處理器310、315可包括本文中描述的處理核中的一個(gè)或多個(gè)，并且可以是處理器200的某一版本。

存儲(chǔ)器340可以是例如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)、相變存儲(chǔ)器(PCM)或這兩者的組合。對(duì)于至少一個(gè)實(shí)施例，控制器中樞320經(jīng)由諸如前端總線(FSB)之類的多分支總線、諸如快速路徑互連(QPI)之類的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口或者類似的連接395與處理器310、315進(jìn)行通信。

在一個(gè)實(shí)施例中，協(xié)處理器345是專用處理器，諸如例如，高吞吐量MIC處理器、網(wǎng)絡(luò)或通信處理器、壓縮引擎、圖形處理器、GPGPU或嵌入式處理器，等等。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器中樞320可以包括集成圖形加速器。

在物理資源310、315之間可以存在包括架構(gòu)、微架構(gòu)、熱、和功耗特征等的一系列品質(zhì)度量方面的各種差異。

在一個(gè)實(shí)施例中，處理器310執(zhí)行控制通用類型的數(shù)據(jù)處理操作的指令。協(xié)處理器指令可嵌入在這些指令中。處理器310將這些協(xié)處理器指令識(shí)別為應(yīng)當(dāng)由附連的協(xié)處理器345執(zhí)行的類型。因此，處理器310在協(xié)處理器總線或者其他互連上將這些協(xié)處理器指令(或者表示協(xié)處理器指令的控制信號(hào))發(fā)布到協(xié)處理器345。協(xié)處理器345接受并執(zhí)行所接收的協(xié)處理器指令。

現(xiàn)在參考圖4，所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的更具體的第一示例性系統(tǒng)400的框圖。如圖4所示，多處理器系統(tǒng)400是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)互連系統(tǒng)，并且包括經(jīng)由點(diǎn)對(duì)點(diǎn)互連450耦合的第一處理器470和第二處理器480。處理器470和480中的每一個(gè)都可以是處理器200的某一版本。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，處理器470和480分別是處理器310和315，而協(xié)處理器438是協(xié)處理器345。在另一實(shí)施例中，處理器470和480分別是處理器310和協(xié)處理器345。

處理器470和480示出為分別包括集成存儲(chǔ)器控制器(IMC)單元472和482。處理器470還包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(P-P)接口476和478作為其總線控制器單元的部分；類似地，第二處理器480包括P-P接口486和488。處理器470、480可以經(jīng)由使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(P-P)接口電路478、488的P-P接口450來(lái)交換信息。如圖4所示，IMC 472和482將處理器耦合到相應(yīng)的存儲(chǔ)器，即，存儲(chǔ)器432和存儲(chǔ)器434，它們可以是本地連接到相應(yīng)的處理器的主存儲(chǔ)器的部分。

處理器470、480可各自經(jīng)由使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口電路476、494、486、498的各個(gè)P-P接口452、454與芯片組490交換信息。芯片組490可以任選地經(jīng)由高性能接口439與協(xié)處理器438交換信息。在一個(gè)實(shí)施例中，協(xié)處理器438是專用處理器，諸如例如，高吞吐量MIC處理器、網(wǎng)絡(luò)或通信處理器、壓縮引擎、圖形處理器、GPGPU或嵌入式處理器，等等。

共享高速緩存(未示出)可被包括在任一處理器中，或在兩個(gè)處理器的外部但經(jīng)由P-P互連與這些處理器連接，從而如果處理器被置于低功率模式，則任一個(gè)或這兩個(gè)處理器的本地高速緩存信息可被存儲(chǔ)在該共享的高速緩存中。

芯片組490可經(jīng)由接口496耦合至第一總線416。在一個(gè)實(shí)施例中，第一總線416可以是外圍組件互連(PCI)總線，或諸如PCI快速總線或另一第三代I/O互連總線之類的總線，但本發(fā)明的范圍并不受此限制。

如圖4所示，各種I/O設(shè)備414可連同總線橋418被耦合到第一總線416，總線橋418將第一總線416耦合到第二總線420。在一個(gè)實(shí)施例中，諸如協(xié)處理器、高吞吐量MIC處理器、GPGPU的處理器、加速器(例如，圖形加速器或數(shù)字信號(hào)處理(DSP)單元)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列或任何其他處理器之類的一個(gè)或多個(gè)附加處理器415耦合到第一總線416。在一個(gè)實(shí)施例中，第二總線420可以是低引腳計(jì)數(shù)(LPC)總線。各種設(shè)備可以被耦合至第二總線420，在一個(gè)實(shí)施例中，各種設(shè)備包括例如，鍵盤和/或鼠標(biāo)422、通信設(shè)備427以及存儲(chǔ)單元428，該存儲(chǔ)單元428諸如可包括指令/代碼和數(shù)據(jù)430的盤驅(qū)動(dòng)器或其他大容量存儲(chǔ)設(shè)備。此外，音頻I/O 424可以耦合至第二總線420。注意，其他架構(gòu)是可能的。例如，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)多分支總線或者其他此類架構(gòu)，而不是圖4中的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)架構(gòu)。

現(xiàn)在參考圖5，所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的更具體的第二示例性系統(tǒng)500的框圖。圖4和圖5中的相同部件用相同附圖標(biāo)記表示，并從圖5中省去了圖4中的某些方面，以避免使圖5的其他方面變得模糊。

圖5示出處理器470、480可分別包括集成存儲(chǔ)器和I/O控制邏輯(“CL”)472和482。因此，CL 472、482包括集成存儲(chǔ)器控制器單元，并包括I/O控制邏輯。圖5示出不僅存儲(chǔ)器432、434耦合到CL 472、482，而且I/O設(shè)備514也耦合到控制邏輯472、482。傳統(tǒng)I/O設(shè)備515耦合至芯片組490。

現(xiàn)在參考圖6，所示出的是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的SoC 600的框圖。圖2中的類似的元素具有同樣的參考編號(hào)。另外，虛線框是更先進(jìn)的SoC的可選特征。在圖6中，互連單元602耦合到：應(yīng)用處理器610，其包括一個(gè)或多個(gè)核的集合202A-N以及共享高速緩存單元206；系統(tǒng)代理單元210；總線控制器單元216；集成存儲(chǔ)器控制器單元214；一組或一個(gè)或多個(gè)協(xié)處理器620，其可包括集成圖形邏輯、圖像處理器、音頻處理器和視頻處理器；靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)單元630；直接存儲(chǔ)器存取(DMA)單元632；以及用于耦合至一個(gè)或多個(gè)外部顯示器的顯示單元640。在一個(gè)實(shí)施例中，協(xié)處理器620包括專用處理器，諸如例如，網(wǎng)絡(luò)或通信處理器、壓縮引擎、GPGPU、高吞吐量MIC處理器或嵌入式處理器，等等。

本文公開(kāi)的機(jī)制的各實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)在硬件、軟件、固件或這些實(shí)現(xiàn)方法的組合中。本發(fā)明的實(shí)施例可實(shí)現(xiàn)為在可編程系統(tǒng)上執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序或程序代碼，該可編程系統(tǒng)包括至少一個(gè)處理器、存儲(chǔ)系統(tǒng)(包括易失性和非易失性存儲(chǔ)器和/或存儲(chǔ)元件)、至少一個(gè)輸入設(shè)備以及至少一個(gè)輸出設(shè)備。

可以將諸如圖4中所示出的代碼430之類的程序代碼應(yīng)用于輸入指令，以執(zhí)行本文中所描述的功能并生成輸出信息?？梢园匆阎绞綄⑤敵鲂畔?yīng)用于一個(gè)或多個(gè)輸出設(shè)備。為了本申請(qǐng)的目的，處理系統(tǒng)包括具有處理器的任何系統(tǒng)，處理器諸如例如，數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、微控制器、專用集成電路(ASIC)或微處理器。

程序代碼可以用高級(jí)程序化語(yǔ)言或面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，以便與處理系統(tǒng)通信。在需要時(shí)，也可用匯編語(yǔ)言或機(jī)器語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)程序代碼。事實(shí)上，本文中描述的機(jī)制在范圍上不限于任何特定的編程語(yǔ)言。在任一情形下，該語(yǔ)言可以是編譯語(yǔ)言或解釋語(yǔ)言。

至少一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)方面可以由存儲(chǔ)在機(jī)器可讀介質(zhì)上的表示性指令來(lái)實(shí)現(xiàn)，該機(jī)器可讀介質(zhì)表示處理器中的各種邏輯，當(dāng)由機(jī)器讀取該指令時(shí)，該指令使該機(jī)器制作用于執(zhí)行本文所述的技術(shù)的邏輯?？蓪⒈环Q為“IP核”的此類表示存儲(chǔ)在有形的機(jī)器可讀介質(zhì)上，并將其提供給各種客戶或生產(chǎn)設(shè)施以加載到實(shí)際制造該邏輯或處理器的制造機(jī)器中。

此類機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括但不限于通過(guò)機(jī)器或設(shè)備制造或形成的制品的非暫態(tài)的有形安排，其包括存儲(chǔ)介質(zhì)，諸如，硬盤；任何其他類型的盤，包括軟盤、光盤、緊致盤只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)、緊致盤可重寫(xiě)(CD-RW)以及磁光盤；半導(dǎo)體器件，諸如，只讀存儲(chǔ)器(ROM)、諸如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)和靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)之類的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)、閃存、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)；相變存儲(chǔ)器(PCM)；磁卡或光卡；或適于存儲(chǔ)電子指令的任何其他類型的介質(zhì)。

因此，本發(fā)明的各實(shí)施例還包括非暫態(tài)的有形機(jī)器可讀介質(zhì)，該介質(zhì)包含指令或包含設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，諸如，硬件描述語(yǔ)言(HDL)，它定義本文中描述的結(jié)構(gòu)、電路、裝置、處理器和/或系統(tǒng)特征。此類實(shí)施例還可以被稱為程序產(chǎn)品。

在一些情況下，可以使用指令轉(zhuǎn)換器來(lái)將指令從源指令集轉(zhuǎn)換為目標(biāo)指令集。例如，指令轉(zhuǎn)換器可以將指令轉(zhuǎn)換(例如，使用靜態(tài)二進(jìn)制變換、包括動(dòng)態(tài)編譯的動(dòng)態(tài)二進(jìn)制轉(zhuǎn)換)、變形、仿真或以其他方式轉(zhuǎn)換為要由核處理的一條或多條其他指令。指令轉(zhuǎn)換器可以在軟件、硬件、固件，或它們的組合中實(shí)現(xiàn)。指令轉(zhuǎn)換器可以在處理器上，在處理器外，或者部分在處理器上且部分在處理器外。

圖7是根據(jù)本發(fā)明的各實(shí)施例的對(duì)照使用軟件指令轉(zhuǎn)換器將源指令集中的二進(jìn)制指令轉(zhuǎn)換成目標(biāo)指令集中的二進(jìn)制指令的框圖。在所示的實(shí)施例中，指令轉(zhuǎn)換器是軟件指令轉(zhuǎn)換器，但替代地可以在軟件、固件、硬件或它們的各種組合中實(shí)現(xiàn)指令轉(zhuǎn)換器。圖7示出可以使用x86編譯器704來(lái)編譯高級(jí)語(yǔ)言702形式的程序以生成可由具有至少一個(gè)x86指令集核的處理器716原生地執(zhí)行的x86二進(jìn)制代碼706。具有至少一個(gè)x86指令集核的處理器716表示能通過(guò)兼容地執(zhí)行或以其他方式處理以下內(nèi)容來(lái)執(zhí)行與具有至少一個(gè)x86指令集核的英特爾處理器基本相同的功能的任何處理器：1)英特爾x86指令集核的指令集的實(shí)質(zhì)部分，或2)目標(biāo)為在具有至少一個(gè)x86指令集核的英特爾處理器上運(yùn)行以實(shí)現(xiàn)與具有至少一個(gè)x86指令集核的英特爾處理器基本相同的結(jié)果的應(yīng)用或其他軟件的目標(biāo)代碼版本。x86編譯器704表示用于生成x86二進(jìn)制代碼706(例如，目標(biāo)代碼)的編譯器，該x86二進(jìn)制代碼706可利用或不利用附加的鏈路處理而在具有至少一個(gè)x86指令集核的處理器716上執(zhí)行。類似地，圖7示出可以使用替代的指令集編譯器708來(lái)編譯利用高級(jí)語(yǔ)言702的程序以生成可由不具有至少一個(gè)x86指令集核的處理器714(例如，具有執(zhí)行加利福尼亞州桑尼維爾市的MIPS技術(shù)公司的MIPS指令集和/或執(zhí)行加利福尼州桑尼維爾市的ARM控股公司的ARM指令集的核的處理器)原生地執(zhí)行的替代的指令集二進(jìn)制代碼710。指令轉(zhuǎn)換器712用于將x86二進(jìn)制代碼706轉(zhuǎn)換成可以由不具有x86指令集核的處理器714原生地執(zhí)行的代碼。該轉(zhuǎn)換后的代碼不大可能與替代的指令集二進(jìn)制代碼710相同，因?yàn)槟軌蜻@樣做的指令轉(zhuǎn)換器難以制造；然而，轉(zhuǎn)換后的代碼將完成通用操作，并且將由來(lái)自替代指令集的指令構(gòu)成。因此，指令轉(zhuǎn)換器712表示軟件、固件、硬件或它們的組合，這些軟件、固件、硬件或它們的組合通過(guò)仿真、模擬或任何其他過(guò)程允許不具有x86指令集處理器或核的處理器或其他電子設(shè)備執(zhí)行x86二進(jìn)制代碼706。

用于反向存儲(chǔ)器備份的方法和裝置

當(dāng)前的存儲(chǔ)器控制器僅能在是“排”粒度的單一粒度備份，并且只在前向方向中備份。相反，以下描述的本發(fā)明的實(shí)施例能夠以多個(gè)粒度進(jìn)行存儲(chǔ)器備份，例如：位、器件、高速緩存行、行、列、區(qū)塊、排和雙列直插存儲(chǔ)器模塊(DIMM)。這提出了在不同粒度之間移動(dòng)失效狀態(tài)的問(wèn)題。在多個(gè)備份粒度可用的情況下，順序硬失效可以揭示先前的備份決定是次優(yōu)決定。

為了解決該問(wèn)題，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例能夠不進(jìn)行前向備份動(dòng)作，稱為“反向備份”。如本文中所使用的，反向備份是對(duì)失效狀態(tài)后向的移動(dòng)，即，從n+1失效狀態(tài)到n失效狀態(tài)。反向備份實(shí)現(xiàn)可靠性、可用性和可服務(wù)性(RAS)狀態(tài)之間的前向和后向遍歷，這樣允許存儲(chǔ)器控制器將存儲(chǔ)器保持為在多個(gè)順序DRAM失效之上的最優(yōu)RAS狀態(tài)。在僅前向備份的設(shè)計(jì)中，存儲(chǔ)器不能被保持在最優(yōu)RAS狀態(tài)中，導(dǎo)致增加的服務(wù)成本。這使得本文中所描述的反向備份技術(shù)成為增加存儲(chǔ)器可靠性并且降低OEM的服務(wù)成本的下一代RAS流的基本構(gòu)建塊。

如本文中所使用的，“前向備份”被定義為物理地移動(dòng)來(lái)自存儲(chǔ)器的失效區(qū)的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在新的位置中，其中將從新的位置而不是失效位置檢索后續(xù)對(duì)該數(shù)據(jù)的訪問(wèn)?！胺聪騻浞荨笔菍?shù)據(jù)從新的位置物理地移動(dòng)回到原始的失效位置。典型地，將在后續(xù)在更優(yōu)粒度下前向備份的目的下完成反向備份。糾錯(cuò)碼(ECC)技術(shù)糾正將數(shù)據(jù)臨時(shí)移動(dòng)回到失效位置引起的在反向備份和后續(xù)前向備份操作之間的中間錯(cuò)誤。

如圖8所示，本發(fā)明的實(shí)施例可以在其上實(shí)現(xiàn)的處理器架構(gòu)可以包括多個(gè)核801-804，N和具有用于實(shí)現(xiàn)本文中所描述的前向/后向備份技術(shù)的存儲(chǔ)器備份邏輯811的至少一個(gè)存儲(chǔ)器控制器810。具體而言，如以下描述，存儲(chǔ)器備份邏輯811包括用于執(zhí)行前向存儲(chǔ)器備份操作的前向存儲(chǔ)器備份組件811a和用于執(zhí)行反向存儲(chǔ)器備份操作的反向存儲(chǔ)器備份組件811b。存儲(chǔ)器控制器810通過(guò)第一存儲(chǔ)器通道815通信地耦合到第一組DIMM 820，并且通過(guò)第二存儲(chǔ)器通道816通信地耦合到第二組DIMM 821。

盡管本文中所描述的DIMM、排(rank)、區(qū)塊(bank)、器件、行(row)和列(column)的結(jié)構(gòu)具體指代電子器件工程聯(lián)合委員會(huì)維持的DDR(雙數(shù)據(jù)率)存儲(chǔ)器規(guī)范，其最新一代為DDR4，本發(fā)明的實(shí)施例可以并且將被應(yīng)用到任何和所有存儲(chǔ)器技術(shù)，包括但不限于可以駐留在處理器或處理器封裝的內(nèi)部和/或外部的DRAM、SRAM、相變存儲(chǔ)器和閃存，僅列舉數(shù)例。

每個(gè)存儲(chǔ)器失效可被視為1)對(duì)特定區(qū)域有影響和2)對(duì)寬度(位的數(shù)量)有影響。DDR4的示例性區(qū)域尺寸層次結(jié)構(gòu)在圖9中示出，并且包括高速緩存行901、列902、行903、區(qū)塊904、子排905、排906、DIMM 907和通道908，從最小到最大。因此，在該實(shí)施例中，可實(shí)現(xiàn)的最小單元是高速緩存行，具有單個(gè)存儲(chǔ)器請(qǐng)求的尺寸，被單個(gè)系統(tǒng)地址尋址。

如圖10所示，請(qǐng)求者1001(例如，核801-N中的一個(gè)核)生成的系統(tǒng)地址穿過(guò)存儲(chǔ)器控制器810中的地址解碼器1002，地址解碼器1002將系統(tǒng)地址轉(zhuǎn)換為物理地址以尋址數(shù)據(jù)駐留的存儲(chǔ)器820-821中的物理位置。因此，可以將存儲(chǔ)器中的任何特定區(qū)域定義為系統(tǒng)地址空間的特定子集和/或物理地址空間的特定子集以實(shí)現(xiàn)本文中所描述的備份技術(shù)。支持的備份區(qū)域的尺寸可以適應(yīng)基礎(chǔ)存儲(chǔ)器技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)。

如圖11所示，每個(gè)DIMM通常包括在其前側(cè)1120上的第一存儲(chǔ)器器件集合1101(例如，各個(gè)存儲(chǔ)器芯片)和在其后側(cè)1121上的第二存儲(chǔ)器器件集合1121。在圖11示出的示例中，DIMM的前側(cè)和后側(cè)上分別有8個(gè)存儲(chǔ)器器件1101-1102(每個(gè)DIMM有總共16個(gè)存儲(chǔ)器器件)?？梢詫⒋鎯?chǔ)器器件分配到“排”，在其中每個(gè)排共享與其他排相同的地址和數(shù)據(jù)總線。例如，在一些DIMM上，將在DIMM的前側(cè)上的存儲(chǔ)器器件的集合1101分配到排0，并且將在DIMM的后側(cè)上的存儲(chǔ)器器件的集合1102分配到排1?？梢詫⑺写鎯?chǔ)器器件分配到在其他DIMM上的單一的排(例如，排0)。由于所有排共享相同的總線，在任何給定的時(shí)間只可以訪問(wèn)一個(gè)排，通常通過(guò)激活對(duì)應(yīng)的排的芯片選擇(CS)信號(hào)來(lái)指定。通過(guò)停用所有其他排的對(duì)應(yīng)的CS信號(hào)來(lái)在操作期間停用所有其他排。DIMM通常被制造成每個(gè)模塊具有至多四個(gè)排。

“排(rank)”中包括的芯片的數(shù)量基于圖11示出的存儲(chǔ)器器件1101-1102的每一個(gè)的位寬和DDR總線的尺寸。例如，如果總的DDR總線寬度為64位，并且每個(gè)芯片是4位寬(使用“X4”指定來(lái)指示)然后沒(méi)有ECC，則X4無(wú)ECC的DIMM在排中需要16個(gè)存儲(chǔ)器器件(16*4＝64)。如果圖11示出的DIMM是這種類型的DIMM，則在前側(cè)1120和后側(cè)1121上的所有16個(gè)芯片將被包括在同一排中。相反，在無(wú)ECC雙排X8的DIMM中，芯片寬度是8位，則因此將在排中需要8個(gè)存儲(chǔ)器器件(8x8＝64)。因此，圖11中的在DIMM 1120的前側(cè)上的8個(gè)存儲(chǔ)器器件1101將表示一個(gè)排(例如，排0)，而在DIMM 1121的后側(cè)上的8個(gè)存儲(chǔ)器器件1102將表示另一個(gè)排(例如，排1)。對(duì)于ECC，為72位DDR總線增加附加8位。因此，X8 ECC DIMM將在排中需要9個(gè)器件(9*8＝72)，而X4 ECC DIMM將在排中需要18個(gè)器件(18*4＝72)。

從排向下的粒度的下一等級(jí)包括單獨(dú)的存儲(chǔ)器器件(例如，8個(gè)存儲(chǔ)器器件1101或1102中的一個(gè))，并且每個(gè)存儲(chǔ)器器件包括存儲(chǔ)器“區(qū)塊(bank)”的集合。圖12A示出一個(gè)特定示例，其中每個(gè)存儲(chǔ)器器件1201包括8個(gè)存儲(chǔ)器區(qū)塊的集合1210。最后，可以使用“行”和“列”尋址每個(gè)單獨(dú)區(qū)塊1210的部分。在操作中，存儲(chǔ)器控制器811生成的物理存儲(chǔ)器地址的不同部分可以標(biāo)識(shí)特定的通道DIMM、排、器件、區(qū)塊、行和列。

如上所述，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器備份邏輯811配置為在前向和反向方向中執(zhí)行存儲(chǔ)器備份操作。例如，存儲(chǔ)器備份邏輯811最初可以響應(yīng)于檢測(cè)到的在第一等級(jí)粒度(例如區(qū)塊等級(jí))的存儲(chǔ)器失效而執(zhí)行前向備份操作，將失效狀態(tài)從n移動(dòng)到n+1。其然后可以檢測(cè)在更高等級(jí)粒度的失效狀態(tài)，例如在存儲(chǔ)器器件或排等級(jí)。作為響應(yīng)，存儲(chǔ)器備份邏輯811的一個(gè)實(shí)施例執(zhí)行反向備份操作，將失效等級(jí)從n+1移動(dòng)回到n，并且然后以更高等級(jí)粒度(器件等級(jí)或排等級(jí))執(zhí)行前向備份，從而以更高等級(jí)粒度從n移動(dòng)到新的n+1狀態(tài)。

類似地，存儲(chǔ)器備份邏輯811可以檢測(cè)失效并且最初以相對(duì)更高等級(jí)粒度(例如排等級(jí))執(zhí)行前向備份，然后執(zhí)行反向備份操作，隨后以更低粒度執(zhí)行前向備份操作。例如，之后可以標(biāo)識(shí)導(dǎo)致失效的特定器件或區(qū)塊，并且作為響應(yīng)，存儲(chǔ)器備份邏輯811可以執(zhí)行反向備份以將失效狀態(tài)從n+1(排)移動(dòng)回到n。其然后可以執(zhí)行前向備份以更精確等級(jí)粒度(例如，器件或區(qū)塊)將失效狀態(tài)從n移動(dòng)到新的n+1。存儲(chǔ)器備份邏輯811可以配置為執(zhí)行以上前向/反向備份操作以在任意兩個(gè)等級(jí)粒度之間轉(zhuǎn)換(例如，從器件等級(jí)移動(dòng)到排等級(jí)，從排等級(jí)移動(dòng)到DIMM等級(jí)，等等)。

失效的寬度是在存儲(chǔ)器總線上特定數(shù)量的位，典型地為1、4或8位。典型的失效將是通道失效，其中單個(gè)位在總線上已經(jīng)失效，或?qū)⑹瞧骷?，其?個(gè)器件的整個(gè)寬度已經(jīng)失效(對(duì)于X4器件是4個(gè)連續(xù)的位，而對(duì)于X8器件是8個(gè)連續(xù)的位)。圖12B示出對(duì)于X8ECC排將器件映射到總線，圖12C示出對(duì)于X4ECC排將器件映射到總線。在一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)備份操作(前向或反向)將在被定義為x,y的粒度上操作，其中x＝區(qū)域大小，而y＝寬度。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)寫(xiě)入和讀取高速緩存行時(shí)，存儲(chǔ)器備份邏輯811使用備份器件分別實(shí)現(xiàn)圖13A所示的寫(xiě)入路徑和圖13B所示的讀取路徑。具體而言，在該示例中，跨36x4DRAM器件存儲(chǔ)高速緩存行，并且將36個(gè)器件之一反向?yàn)閭浞萜骷谠撌纠袨槠骷?5。當(dāng)器件失效發(fā)生時(shí)，例如在該示例中在器件34內(nèi)，存儲(chǔ)器備份邏輯811為排上每條高速緩存行發(fā)起存儲(chǔ)器備份事務(wù)，其讀取存儲(chǔ)器器件、將數(shù)據(jù)從失效的器件移動(dòng)到備份器件、并且寫(xiě)入存儲(chǔ)器。如下所述，反向備份操作暫時(shí)將數(shù)據(jù)從備份器件35移動(dòng)回到失效器件34。

因此，在圖13A中，在一個(gè)實(shí)施例中，響應(yīng)于寫(xiě)入操作使得高速緩存行被寫(xiě)入存儲(chǔ)器，將失效器件1311的身份提供給被實(shí)現(xiàn)為復(fù)用器的邏輯1312，其物理地將通常本應(yīng)被寫(xiě)入失效器件34的高速緩存的部分寫(xiě)入備份器件35。在該實(shí)施例中，存儲(chǔ)器備份邏輯811跟蹤每個(gè)器件的當(dāng)前狀態(tài)以及對(duì)于哪個(gè)器件34或器件34的哪些部分已經(jīng)失效的指示(例如，器件34內(nèi)的哪個(gè)特定區(qū)塊已經(jīng)失效)。響應(yīng)于寫(xiě)入操作，存儲(chǔ)器備份邏輯811然后將寫(xiě)入操作映射到合適的備份器件35，或其部分(例如，器件35中的特定區(qū)塊，其代替了器件34中的失效區(qū)塊)。

如圖13B所示，響應(yīng)于從存儲(chǔ)器讀取高速緩存行的讀取操作，解碼器1300解碼失效器件34的ID以確定本應(yīng)存儲(chǔ)在失效器件34中的高速緩存行的部分實(shí)際上存儲(chǔ)在備份器件35中。由此，當(dāng)將讀取操作的結(jié)果返回到處理器時(shí)，必須將來(lái)自備份器件35的數(shù)據(jù)移動(dòng)到正確的位置中(即，如同其實(shí)際上已經(jīng)被從器件34讀取)。這在圖13B中通過(guò)控制一組復(fù)用器1301-1312的解碼器1300完成，每個(gè)復(fù)用器將備份器件作為一個(gè)可能的輸入，并且將非備份器件0-34中的每一個(gè)作為其他可能的輸入。假設(shè)器件34或器件34內(nèi)的特定區(qū)塊已經(jīng)失效，該信息將經(jīng)由失效器件信號(hào)1311被指定到解碼器1300，并且作為響應(yīng)，解碼器1300將輸出信號(hào)到復(fù)用器1301以從器件35而不是器件34選擇輸出。復(fù)用器1301的輸出是在器件34的位置中，從而確保提供自器件35的高速緩存行的部分被輸出到正確位置中的處理器。

如上所述，在一個(gè)實(shí)施例中，失效器件信號(hào)1311可以指定失效的不同等級(jí)粒度。例如，其可以指定整個(gè)器件34已經(jīng)失效，從而使得失效器件的整個(gè)內(nèi)容被傳送到備份器件35以被使用。替代地，其可以指定只有器件34內(nèi)的某些區(qū)塊已經(jīng)失效，從而僅將這些特定區(qū)塊傳送到備份器件35。在其他實(shí)施例中，失效器件信號(hào)1311可以在甚至更低等級(jí)粒度操作(例如，標(biāo)識(shí)特定特定區(qū)塊中的已經(jīng)失效的行)。

圖14A-C示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例可以如何采用前向和反向備份。在圖14A中，器件0的區(qū)塊0已經(jīng)失效。作為響應(yīng)，存儲(chǔ)器備份邏輯811已經(jīng)利用器件35的區(qū)塊0作為器件0的區(qū)塊0的備份。隨后，已經(jīng)確定器件0內(nèi)的失效擴(kuò)展到超過(guò)區(qū)塊0，并且由此，需要備份整個(gè)器件0。因此，在一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器備份邏輯811執(zhí)行反向備份操作，暫時(shí)將器件35區(qū)塊0的內(nèi)容移動(dòng)回到區(qū)塊0或器件0，如圖14B所示。當(dāng)反向備份操作完成時(shí)，存儲(chǔ)器備份邏輯811將器件0的整個(gè)內(nèi)容(即，區(qū)塊0-7)移動(dòng)到備份器件35，如圖12C所示。

因此，圖14A-C示出使用反向備份作為中間步驟(圖14B)，在3個(gè)步驟中將區(qū)塊失效轉(zhuǎn)換為排失效。在一個(gè)實(shí)施例中，使用具有36x4DRAM器件(0-35)的邏輯雙器件數(shù)據(jù)糾正(DDDC)排執(zhí)行該操作，DDDC排是步調(diào)一致地運(yùn)行的2個(gè)物理排(每個(gè)有18個(gè)器件)。其在每個(gè)排具有8個(gè)區(qū)塊的DDR3技術(shù)中示出。

現(xiàn)有系統(tǒng)不包括以此方式反向備份的機(jī)制。由此，當(dāng)將單獨(dú)的區(qū)塊備份時(shí)，如圖14A所示，這些系統(tǒng)缺少隨后將整個(gè)器件備份的能力，如圖14C所示。通過(guò)給予存儲(chǔ)器控制器在RAS狀態(tài)之間前向和向后轉(zhuǎn)換的能力，反向備份成為增加存儲(chǔ)器可靠性并且降低OEM的服務(wù)成本的高級(jí)RAS流的基本構(gòu)建塊。

在圖15中示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的方法。該方法可在上述存儲(chǔ)器架構(gòu)的情境內(nèi)實(shí)現(xiàn)，但并不限于任何特定存儲(chǔ)器架構(gòu)。

在1501，在存儲(chǔ)器中在第一粒度(例如，在區(qū)塊等級(jí))檢測(cè)到失效。作為響應(yīng)，在1502執(zhí)行前向備份，如上所述，將失效狀態(tài)從n移動(dòng)到n+1(例如，將失效區(qū)塊移動(dòng)到備份器件的備份區(qū)塊)。在1503，在存儲(chǔ)器中檢測(cè)到額外的失效，和/或標(biāo)識(shí)改善的(例如，更優(yōu)的)備份狀態(tài)。例如，可以確定器件內(nèi)的額外的區(qū)塊已經(jīng)失效(例如，如上參照?qǐng)D12A-C所述)。替代地，可以確定執(zhí)行了備份的初始等級(jí)粒度太激進(jìn)，在比所要求的粒度更高的粒度備份。例如，最初可以將整個(gè)存儲(chǔ)器器件備份，但是在監(jiān)視存儲(chǔ)器之后，可以確定只有存儲(chǔ)器器件中的單個(gè)區(qū)塊導(dǎo)致了失效。在任一情況下，在1504，執(zhí)行反向備份以暫時(shí)將失效狀態(tài)從n+1移動(dòng)到n(即，如圖12B所示，在前向備份操作之前，存儲(chǔ)器駐留的狀態(tài))。當(dāng)反向備份操作完成時(shí)，在1505，根據(jù)來(lái)自1503的確定，以第二粒度執(zhí)行第二前向備份操作，將失效狀態(tài)從n移動(dòng)到新的n+1狀態(tài)(例如，從單一區(qū)塊移動(dòng)到整個(gè)器件，反之亦然，取決于1503處的分析)。

以下提供反向備份的三個(gè)示例性使用情況。在每個(gè)使用情況中，突出了反向備份的益處。

使用情況1：在該示例中，在RAS流中為基于Intel^TM的服務(wù)器(例如，具有Haswell處理器和支持芯片組的服務(wù)器)上的“區(qū)塊DDDC”使用反向器件備份。在圖13A-B中描繪了DDDC器件備份的一個(gè)示例。當(dāng)DDDC以排粒度標(biāo)出DRAM失效時(shí)，區(qū)塊DDDC允許以更小的區(qū)塊粒度標(biāo)出失效。特定地，一個(gè)實(shí)施例支持標(biāo)出在每個(gè)排的2個(gè)區(qū)塊上的器件，或標(biāo)出在整個(gè)排上的器件。當(dāng)僅影響單個(gè)區(qū)塊的DRAM器件失效發(fā)生時(shí)，將對(duì)該區(qū)塊前向備份以標(biāo)出壞器件。如果相同的器件失效之后劣化到影響整個(gè)排，則需要將整個(gè)排備份。然后使用反向備份以通過(guò)首先將原始區(qū)塊反向備份、然后將整個(gè)排前向備份來(lái)將區(qū)塊失效轉(zhuǎn)換為排失效。這描繪在在圖14A-C中。

該配置的益處是，在附加區(qū)塊粒度的備份的情況下，發(fā)明了反向備份以轉(zhuǎn)換失效區(qū)域的粒度。當(dāng)區(qū)塊失效隨后變成排失效(或相同器件內(nèi)的第二區(qū)塊失效)時(shí)可以使用反向備份。在經(jīng)由反向備份從區(qū)塊到排的轉(zhuǎn)換之后，在要求服務(wù)調(diào)用之前排可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)SDDC(奇偶替換)來(lái)承受住附加的器件失效。如果不支持反向備份，則從區(qū)塊到排的備份轉(zhuǎn)換將是不可能的。唯一的選擇是在余下的區(qū)塊上實(shí)現(xiàn)SDDC，并且將立即要求服務(wù)調(diào)用。在該情況下，在要求服務(wù)調(diào)用之前，反向備份允許排承受住更多硬失效。

使用情況2：后硅驗(yàn)證不得不覆蓋所有粒度的失效的所有組合。RAS流正變得更先進(jìn)，并且反向備份實(shí)現(xiàn)在RAS狀態(tài)之間來(lái)回的快速和連續(xù)轉(zhuǎn)換。在沒(méi)有反向備份的情況下，測(cè)試情況之間的重啟是必要的以將存儲(chǔ)器重置回到初始狀態(tài)，這極大地增加了測(cè)試時(shí)間/成本。

因此通過(guò)減少的測(cè)試時(shí)間和增加的測(cè)試覆蓋改善了后硅存儲(chǔ)器RAS驗(yàn)證。這可以導(dǎo)致更快市場(chǎng)化和較少RAS缺陷，遺漏這些RAS缺陷將需要附加的CPU步進(jìn)或勘誤。

在上述說(shuō)明書(shū)中，已經(jīng)參考特定示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明。然而，顯然可對(duì)這些實(shí)施例作出各種修改和改變，而不背離如所附權(quán)利要求所述的本發(fā)明的更寬泛精神和范圍。因此，說(shuō)明書(shū)和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性而非限制性意義。

本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例可包括上述各個(gè)步驟。可在可用于使通用或?qū)Ｓ锰幚砥鲌?zhí)行這些步驟的機(jī)器可執(zhí)行指令中具體化這些步驟?；蛘?，可由包含用于執(zhí)行這些步驟的硬連線邏輯的專用硬件組件，或可由被編程的計(jì)算機(jī)組件和自定義硬件組件的任何組合來(lái)執(zhí)行這些步驟。

如本文中所述，指令可以指硬件的具體配置，例如，配置成用于執(zhí)行某些操作或具有預(yù)定功能的專用集成電路(ASIC)，或者被存儲(chǔ)在被具體化在非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的存儲(chǔ)器中的軟件指令。因而，附圖中示出的技術(shù)可以使用存儲(chǔ)在一個(gè)或多個(gè)電子設(shè)備(例如，終端站、網(wǎng)絡(luò)元件等等)并在其上執(zhí)行的代碼和數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。此類電子設(shè)備使用諸如非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，磁盤；光盤；隨機(jī)存取存儲(chǔ)器；只讀存儲(chǔ)器；閃存設(shè)備；相變存儲(chǔ)器)之類的計(jì)算機(jī)機(jī)器可讀介質(zhì)和瞬態(tài)計(jì)算機(jī)機(jī)器可讀通信介質(zhì)(例如，電、光、聲或其他形式的傳播信號(hào)——諸如載波、紅外信號(hào)、數(shù)字信號(hào)等)來(lái)(內(nèi)部地和/或在網(wǎng)絡(luò)上與其他電子設(shè)備之間進(jìn)行)存儲(chǔ)和傳遞代碼和數(shù)據(jù)。

另外，此類電子設(shè)備一般包括耦合至一個(gè)或多個(gè)其他組件的一個(gè)或多個(gè)處理器的集合，所述一個(gè)或多個(gè)其他組件例如是一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備(非暫態(tài)機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì))、用戶輸入/輸出設(shè)備(例如，鍵盤、觸摸屏和/或顯示器)以及網(wǎng)絡(luò)連接。該組處理器和其他組件的耦合一般是通過(guò)一個(gè)或多個(gè)總線和橋(也稱為總線控制器)實(shí)現(xiàn)的。存儲(chǔ)設(shè)備和攜帶網(wǎng)絡(luò)話務(wù)的信號(hào)分別表示一個(gè)或多個(gè)機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和機(jī)器可讀通信介質(zhì)。因此，給定電子設(shè)備的存儲(chǔ)設(shè)備通常存儲(chǔ)用于在該電子設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)處理器的集合上執(zhí)行的代碼和/或數(shù)據(jù)。當(dāng)然，本發(fā)明的實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)部分可使用軟件、固件和/或硬件的不同組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。貫穿此具體實(shí)施方式，為了進(jìn)行解釋，陳述了眾多具體細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解。然而，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)中的一些細(xì)節(jié)也可實(shí)施本發(fā)明。在某些實(shí)例中，并不詳細(xì)描述公知的結(jié)構(gòu)和功能，以免使本發(fā)明的主題模糊。因此，本發(fā)明的范圍和精神應(yīng)根據(jù)所附權(quán)利要求書(shū)來(lái)確定。