[0040] 如果在某一时刻检测到DRAM芯片重新回到繁忙状态,那么重新使这L个被关闭的DRAM块开启,并且所有块的刷新周期重新配置为T_refresh0,该DRAM芯片返回常规刷新模式。
[0041] 开启或者关闭DRAM芯片中的哪些DRAM块以及关闭几个DRAM块是由操作系统发送配置信息至DRAM芯片完成的,传统方式关闭若干DRAM块的方式是固定不变的,例如图3中4个块DRAM芯片,在低功耗刷新模式下,可以关闭两个块,即块3和块2,若DRAM长期不被存取,可以再关闭块1,只开启块0。而本发明根据各个DRAM块中最差存储单元的分布可以择优选取关闭某些块,并可以在一定程度上提高剩余开启块的刷新周期,从而可以进一步降低功耗。
[0042] 本发明上述低功耗刷新方式中新的刷新周期T_refresh1依赖最差存储单元的分布,因此刷新周期的提高也非常有限,刷新功耗的降低也是很有限。如果DRAM系统中含有非易失性存储器模块,DRAM结构如图5所示,那么在低功耗模式下可进一步提高刷新周期,降低刷新功耗。假设N个块中的最差存储单元数随保持时间的变化如图9所示,在数据保持时间T_refresh2下最差存储单元数最多的L个(0
[0043] 在某一时刻,DRAM进入非繁忙状态,那么DRAM可以关闭这L个块,只开启剩余N-L个块;在低功耗刷新模式下,将剩余N-L个块中保持时间低于T_refresh2的最差存储单元转存至非易失性存储器中,配置新的刷新周期为T_refresh2。显然T_refresh2远大于T_refresh1和T_refresh0,刷新周期大大提高,刷新功耗也大大降低。
[0044] T_refresh2的选取是在DRAM刷新功耗和DRAM性能上的折中。T_refresh2越大,刷新功耗也就越低,同时剩余N-L个块中的最差存储单元也就越多,需要转存至非易失性存储器中的存储单元也就越多,替换功耗也会增多,由于对非易失性存储器的存取性能不及对原DRAM块的存取性能,原DRAM中被替换的存储单元增多会导致混合DRAM存取性能有所下降。因此选取合适的刷新周期T_refresh2,混合DRAM也能达到良好存取性能。如果在某一时刻DRAM重新运行在繁忙状态,那么将非易失性存储器中的数据写回DRAM中的指定块的指定地址,重新开启所有块,配置刷新周期为T_refresh0,DRAM运行在常规刷新模式下。
[0045] 从上述描述可以看出,在考虑最差存储单元的情况下,本发明基于分块DRAM的低功耗刷新技术能够有效提高刷新周期,从而降低刷新功耗。如果DRAM中包含非易失性存储器,那么可以更进一步提高刷新周期,大大降低刷新功耗。
[0046] 下面列举实施例1进一步阐述。
[0047] 假设DRAM芯片有8个块,分别从块0至块7,DRAM最短刷新周期T_refresh0为64ms。在各个数据保持时间段内的最差存储单元数如表1所示。例如块2在256ms刷新周期下无最差存储单元,即块2中所有存储单元的保持时间均大于256ms,在刷新周期为1s的情况下有(5+15=20)个最差存储单元。通过统计可知在512ms下块0至块7的最差存储单元分别为45,
55,5,10,20,35,0,0。从大到小为排列分别为块1,块0,块5,块4,块3,块2,块6和块7。
[0048] 表1:
[0049] 64ms-128ms 128ms-256ms 256ms-512ms 512ms-1s 1s-2s 2s-5s
块0 5 10 30 50 100 150
块1 10 5 40 80 150 200
块2 0 0 5 15 30 180
块3 0 0 10 25 45 300
块4 0 5 15 60 180 250
块5 0 10 25 60 200 300
块6 0 0 0 35 40 300
块7 0 0 0 25 50 200
[0050] 在某一时刻DRAM由繁忙状态进入非繁忙状态,那么由操作系统向DRAM芯片内部发送指令,关闭四个块,如图10-b所示。那么由表1中可以看出,DRAM刷新周期可以提高到T_refresh1=256ms。如果此时DRAM在休眠状态,可再关闭两个块,即块2和块3,如图10-c所示,那么T_refresh1’可在再提高至512ms。本发明分块DRAM低功耗刷新技术与传统分块DRAM刷新技术对比如表2所示。若所有块均开启,那么传统分块DRAM刷新周期与功耗与本发明低功耗刷新周期和功耗相同;若仅开启4个块,传统分块DRAM刷新周期不变,功耗减半,而本发明分块DRAM低功耗刷新周期增加到原来的4倍,从而使刷新功耗进一步降低4倍;若仅仅开启两个块,传统分块DRAM刷新周期依然不变,功耗降至原来的四分之一,本发明低功耗刷新周期进一步升高一倍,从而使得刷新功耗也进一步降低。可见本发明考虑最差存储单元分布的分块DRAM低功耗刷新技术在非繁忙状态下能提高刷新周期,进一步降低刷新功耗。
[0051] 表2:
[0052]
[0053] 如果DRAM芯片中包含非易失性存储器,那么在低功耗刷新模式下,如上所述,仅仅开启四个块,块2,块3,块6和块7,那么在低功耗刷新模式下,可以刷新周期提高到2s,而这四个块中保持时间在2s以下的最差存储单元都需要转存至非易失性存储器中,块2、块3、块6、块7中分别有最差存储单元50、80、75、75。如果仅仅开启两个块,块6和块7,那么刷新周期可以进一步提高至5s,需要转存的最差存储单元数为375和275,刷新周期功耗也进一步下降。对比如表3所示。
[0054] 表3:
[0055]
[0056] 对比表2、表3可以看出,本发明两种考虑最差存储单元的分块DRAM在低功耗刷新模式下能够有效提高刷新周期,大大降低了刷新功耗,并且基本不影响DRAM的性能。
[0057] 以上对本发明的具体实施例进行了详细描述,但其只作为范例,本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言,任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此,在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改,都应涵盖在本发明的范围内。