CN110096125B - 用于保存存储器数据的计算机实施方法及计算机系统 - Google Patents

Abstract

提供一种用于保存计算机系统存储器模块内的数据的系统和方法。示例性方法可以检测用于计算机系统中的软件保存过程，且之后执行软件保存过程。软件保存过程可起始于检测计算机系统内的降低功率模式的发起。然后，发起在计算机系统的处理单元中的数据内容的同步过程。之后，计算机系统可自动存储存储器模块的数据内容。软件保存过程藉由关闭计算机系统的电源供应单元而完成。

Description

用于保存存储器数据的计算机实施方法及计算机系统

技术领域

本发明是有关于一种软件数据保存，且特别是有关于当计算机系统失去电力时用于保存计算机系统中的数据的系统和方法。

背景技术

计算机系统处理大量数据输入并且具有多个存储器模块来容纳数据。数据在计算机系统中动态地移动。由于动态的数据移动，如果发生突然关机，数据不一定会存储在可恢复的存储位置。在操作期间，数据可以存储在易失性和非易失性计算机组件中。当计算机系统通电时，易失性组件允许数据在操作期间使用。如果电力丧失，易失性组件将不留存任何数据。相反地，非易失性组件可以在没有电力的情况下留存数据。非易失性组件可以不同于存储器存储组件，例如硬盘。硬盘需要时间来写入和读取数据。因此，如果计算机将突然断电，在计算机关机之前，易失性组件可能没有足够的时间将其数据写入永久性存储组件。

当送至计算机系统的电力丧失时，一些计算机系统具有设计成保护数据的过程。例如，在传统的计算机系统中，即使在电力丧失时，非易失性双列直插存储器模块(non-volatile dual in-line memory module,NVDIMM)也可以留存来自存储器模块和中央处理单元(central processing unit,CPU)的数据内容。传统程序在电源供应单元实际关机之前设定一个定时器。在此期间，易失性组件可以将其数据转换至非易失性组件。这个定时器可能有问题，因为定时器并不总是有准确地描述保存数据所需时间。再者，在计算机系统知道即将关机但尚未实际断电的情况下，这些传统的数据保存过程不具有量身订制的过程。

需要一种机制以不仅在电力丧失期间保存数据，并且在所有其他可能丢失数据的情况下保存数据。例如，此机制应考虑软件发起关机模式、软件发起重启模式、用户发起关机模式、用户发起重启模式、以及由过热计算机组件引发的关机。此机制还需要确保在系统失去电力之前保留尽可能多一些的数据。

发明内容

本公开的各种示例针对计算机实施方法以用于软件数据保存过程，此过程在计算机系统进入降低功率模式时保存数据。在第一实施例中，计算机系统检测软件数据保存过程是需要的，然后执行软件数据保存过程。此作法是藉由检测降低功率模式的发起，然后发起处理单元中数据内容的同步过程。接着，此方法自动保存存储器模块的数据内容并关闭电源供应单元。

本公开还提供一种计算机系统，配置用于保存存储器模块中的数据。计算机系统可以包括电源供应单元、存储器模块、处理单元、控制器集线器、及逻辑设备。存储器模块可配置为存储数据内容。处理单元可以配置为在接收到通知以启动同步过程时，启动存储器模块的存储器自我更新过程。控制器集线器可配置为启动软件数据保存过程。控制器集线器可以完成检测降低功率模式的发起以及在处理单元中发起同步过程的步骤。逻辑设备可配置为继续软件数据保存过程。逻辑设备还可以完成自动将数据内容存储在存储器模块中并关闭电源供应单元的步骤。

降低功率模式可以是暂时低功率模式、软件发起关机模式、软件发起重启模式、用户发起关机模式、用户发起重启模式、或由过热计算机组件触发的关机。

在一个示例中，降低功率模式可以是软件发起重启模式或用户发起重启模式。在关闭电源供应单元之后，软件数据保存过程可以还包括结束降低功率模式并重新启动(reboot)计算机系统。

在另一个示例中，降低功率模式可以是由过热计算机组件触发的关机。并非检测降低功率模式的发起，软件数据保存过程可以接收来自处理单元或控制器集线器的计算机系统过热的输入。软件数据保存过程可以通过触发电源按钮以覆写自身并关闭电源供应单元来响应。

在一些实施例中，处理单元中的数据内容的同步过程可以包括复制来自处理单元的易失性存储器的数据。接着，可以将复制的数据放入存储器模块的非易失性存储器中。

在一些实施例中，存储存储器模块的数据内容可以包括将数据内容存储到非易失性计算机组件中。

在本公开全篇内容中，术语“个人电脑”、“服务器系统”、“膝上型计算机”、“计算机系统”和“平板电脑”可以互换使用以识别具有系统中某处的物理存储器模块的任何电子计算机系统。

为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附附图详细说明如下：

附图说明

为了说明可以获得本公开的上述和其他优点和特征的方式，将通过参考附图中所示意的具体示例，来呈现上面简要说明的原理的更具体说明。这些附图仅描绘本公开的示例性方面，并且不应认为是对本公开范围的限制。通过附图的使用，以额外的特征和细节对此处的原理进行说明及解释，其中：

图1A图示依照现有数据保存模块的计算机系统的示例配置的示意图。

图1B图示依照现有数据保存模块在电源失去时的示例性数据保存方法的示意图。

图2图示依照本公开示例性实施例在各种失效情况下配置以保存数据的计算机系统的示意图。

图3图示依照本公开示例性实施例在用户发起关机过程期间的数据保存方法的示意图。

图4图示依照本公开示例性实施例在用户发起重启过程期间的数据保存方法的示意图。

图5图示依照本公开示例性实施例在任何计算机系统组件过热时的数据保存方法的示意图。

具体实施方式

本发明将参考附图作说明，其中在所有附图中相同的附图标记是用来表示相似或相等的组件。附图并未按比例绘制，且附图仅用于说明本发明。下面参照用于说明的示例应用以描述本发明的几个方面。应理解的是，所阐述的许多具体细节、关系和方法是用以提供对本发明的全面理解。然而，相关领域的具有通常知识者将容易认识到，可以在没有一个或多个具体细节或者采用其他方法的情况下实践本发明。在其他情况下，公知的结构或操作未详细示出以避免模糊本发明。本发明不限制在所示的行为或事件的顺序，一些行为可能以不同的顺序发生，及/或与其他行为或事件同时发生。再者，并非所有示出的行为或事件都需要用来实施根据本发明的方法。

本公开内容有关于一种方法，此方法可以从处理单元、控制器集线器和其他易失性计算机组件中有效地将数据移动到非易失性存储器模块。与传统方法相比，此方法依赖于连接至或来自于更多组件的通信，从而使系统允许准确和稳定地存储数据而不依赖于定时器功能。再者，系统还提供管理单元，可以自动检测系统何时将因过热组件而关机。管理组件可以独立确保数据保存在非易失性组件中。

有鉴于既有软件数据保存过程的局限性，本公开有关于在计算机系统的所有可能的关机或低功率操作情况期间保存存储器模块中的数据。系统检测计算机系统正要进入的关机或低功率操作模式。系统接着为此情况提供量身订制的一系列步骤。以此方式，本公开允许数据的高效保存，而不管是用户发起的、软件发起的、或是硬件发起的关机。再者，本公开基于计算机系统是否正要转变到睡眠模式、重启模式或冷关机模式来提供不同的步骤。

图1A标出传统的NVDIMM应用系统100，其仅在AC电源丧失时才被触发以保存数据。系统100包括平台控制器集线器(platform controller hub,PCH)110、中央处理单元(central processing unit,CPU)120、电源供应单元130、复杂可编程逻辑设备(complexprogrammable logic device,CPLD)140、逻辑电路150和存储器模块160。PCH 110可以控制通过整个系统100的数据移动，并且当PCH 110与CPU 120结合使用时支持系统100所主控(host)的应用程序的操作。如图1A所示，PCH 110可以直接与CPU 120和CPLD 140通信。PCH110可以是通用输入/输出(general-purpose input/output,GPIO)、英特尔(Intel)芯片组、序列先进技术附件(serial advanced technology attachment,SATA)、通用串行总线(universal serial bus,USB)、电源序列、或本领域中使用的任何其他装置。

CPU 120提供任务分配并监督将数据写入存储器模块160。电源供应单元130提供电力至系统100。系统100在没有PSU提供电力的情况下不能操作。如果电源供应单元130被移除，则系统100将自动停止操作。CPLD 140包含的逻辑可以实现与其他计算机组件通信所导致的复杂逻辑过程。CPLD140输入信号至其他编程逻辑单元和输出。CPLD 140可以配置为物理逻辑设备，例如与非门(NAND门)、与门、或门、互斥或门(XOR)、或本领域中使用的任何其他装置。

逻辑电路150可以容纳在CPLD 140内并提供CPLD 140所起作用的实际物理机构。例如，逻辑电路150可以识别何时电源供应单元130可操作，且向PCH 110通知电源供应单元130的状态。存储器模块160可以永久地存储数据，使得即使系统100关闭，存储器模块160上的内容也可以永久保存。

组件之间的箭头表示计算机系统100的不同组件可以彼此通信的各种方式。组件之间的通信采独立的外部信号在组件之间流动(travel)。这些通信将在下面参考图1B进行说明。

参照图1A，图1B标出当例如系统100的计算机系统在AC电力丧失时，传统NDVIMM应用程序所运行的一系列步骤的方法200。当CPLD 140中的逻辑电路150检测到来自电源供应单元130的电力丧失时，方法200可以在步骤210开始。响应于所检测到的电力不足，CPLD140中的逻辑电路150可触发异步动态随机存取存储器刷新(access memory refresh,ADR)。ADR可以提供一种机制以允许关键的数据保存在有部分是非易失性存储器配置的NDVIMM系统中。ADR是英特尔芯片组上支持的功能，其触发对存储器模块160的硬件中断。此中断刷洗(flush)存储器模块160中的写入保护数据缓冲器，并将动态随机存取存储器(dynamic random access memory,DRAM)置于自我更新模式。这种自我更新模式可确保数据在断电事件或系统当机期间处于永久存储的状态。

在步骤220中，ADR过程使PCH 110启动ADR定时器。PCH 110接着指示CPU 120启动同步过程。定时器可以是任何长度，且可以配置为与CPU120启动和完成同步过程所花费的时间长度相同。ADR定时器是一个独立的功能，此功能不与计算机系统100的内部时钟同步。缺乏同步意味着，在任何有保证的时间，对数据的读取或写入请求无法从存储器模块中取回。ADR定时器试图让数据有一段适当的时间可被存储，然而，ADR定时器无法提供何时数据已保存的明确指示。

在步骤230中，CPU 120可以启动同步过程。同步过程可以是CPU 120和存储器模块160之间的存储器自我更新过程。此同步过程可以将数据从CPU 120传输到存储器模块160中的非易失性存储器。例如，数据可移动至闪存，这是一种在没有电源供应的情况下保留数据的存储器。可以作成互连的单个存储器模块160(或一组存储器模块160)，以允许当第一存储器模块160存满时将计算机数据存储在第二存储器模块160中。存储器模块160可以是一个或多个NVDIMM。

在步骤240中，在定时器完成之后，PCH 110向CPLD 140中的逻辑电路150告知ADR过程完成。如前面关于步骤220所述，这可以是对CPU同步过程完成的不明确描述。

在步骤250中，CPLD 140藉由指示存储器模块160将数据存储到非易失性闪存中来响应ADR过程的完成。将数据存储到非易失性闪存中提供了一个快速存储位置，可以在断电后保存数据。数据可以比写入硬盘更快速地写入闪存。在完成步骤250之后，CPLD 140在步骤260中指示电源关闭。任何存储在非易失性计算机组件中的数据将存储，但是保留在易失性计算机组件中的数据将会丧失。

图2标出根据本公开示例性实施例的配置在系统失效期间增强数据保存的系统300。系统300包括PCH 310、CPU 320、电源供应单元330、CPLD340、逻辑电路350、存储器模块360、及基板管理控制器(baseboard management controller,BMC)370。PCH 310、CPU 320、电源供应单元330、CPLD 340、逻辑电路350和存储器模块360具有相似于如图1A中所描绘者的过程。然而，除了这些组件之外，请再参照图2，系统300添加基板管理控制器370以允许流线化(streamlined)的通信。基板管理控制器370可以直接从PCH 310及/或CPU 320接收过热的输入。当接收到PCH 310和/或CPU 320过热的输入时，基板管理控制器370可以通知CPLD 340触发数据保存过程。

如以下关于图3至图5所进一步讨论的，相较于传统系统100，系统300中的PCH 310进一步配置为可与系统300中的更多组件通信的能力。这种通信的广度导致更快且更准确的数据保存过程，而不是等待定时器完成。

图3标出当在计算机系统中发起睡眠过程时本公开示例性实施例所运行的一系列步骤的方法400。睡眠过程可以是暂时低功率模式或完全关机。睡眠过程可以由用户发起或由软件发起。为了便于说明，将参照图2中的系统300说明这些步骤。在步骤410中，PCH 310检测到睡眠过程的发起并自动发信号通知CPU 320以启动同步过程。PCH 310还将此睡眠过程通知CPLD 340。与图1A中的系统100相比，作为图2中新配置的系统300的一部分，PCH310可以检测到睡眠过程的发起。因此，在检测低功率模式和将来自易失性计算机组件(例如CPU 320)的数据同步到非易失性存储器中的重要步骤之间，有较少的步骤。

在步骤420中，CPU 320响应于来自PCH 310的信号立即发起同步过程。同步过程因而将易失性存储器中的CPU 320中的数据保存在存储器模块360的非易失性存储器中。

在步骤430中，CPLD 340接收来自PCH 310的睡眠过程的通知，然后可以指示存储器模块360将其内容存储到非易失性组件中。在步骤440中，存储器模块360存储已经存在于其存储器中的数据、以及在步骤420中从CPU 320同步过程中所添加的数据。例如，在步骤440中，存储器模块360可以将其数据内容保存到闪存中。

在步骤450中，当PCH 310告诉CPLD 340进入睡眠过程时，整个方法400终止。接着，CPLD 340关闭电源供应单元330。

因此，此方法400提供优于现有过程的优点，因为此方法400在进入睡眠过程之前不依赖操作系统来存储数据。操作系统可以直接启动休眠进程，而当操作系统完成睡眠过程时，CPLD和PCH开始并行地备份数据。相较于其他依赖操作系统在进入睡眠过程之前存储数据的方法，此作法是一个较佳的过程。

再者，此方法400允许PCH 310接收睡眠过程的通知，然后直接指示CPU 310和存储器模块360保存它们的数据。在此方法中，PCH 310不必等待来自CPLD 340的通知。因此，此方法400提供更快的数据保存和准确的完成时间，使得计算机系统300可以进入睡眠模式。

除了在计算机系统进入睡眠模式时提供数据的保存之外，系统300还可以配置用于其他情况。图4标出当在计算机系统中发起重启过程时本公开示例性实施例所运行的一系列步骤的方法500。重启过程可以由软件发起或用户发起。为了便于说明，将针对图3中的系统300来说明这些步骤。在步骤510中，PCH 310藉由检测系统重启过程的发起来启动方法500。接着，PCH310直接告诉CPU 320启动同步过程。PCH 310还通知CPLD 340开始重启过程。由于PCH 310检测到重启过程的发起并直接与CPU 320通信，所以在检测到关机以及将来自易失性计算机组件(例如CPU 320)的数据同步到非易失性存储器的重要步骤之间，是没有步骤。

在步骤520中，CPU 320响应于来自PCH 310的信号而立即发起同步过程。同步过程因而将CPU 320中的易失性存储器中的数据保存到存储器模块360的非易失性存储器中。

在步骤530中，CPLD 340已经接收到重启过程的通知。接着，CPLD可以告诉存储器模块360将其数据存储到非易失性组件中。在步骤540中，存储器模块360保存在其存储器中已经存在的数据以及在步骤520中从CPU320同步过程中添加的数据。例如，在步骤540中，存储器模块160可以将其数据内容保存到闪存中。

在步骤550中，CPLD 340告诉电源供应单元330关闭。与方法400不同的是，方法500不会在这里停止并进行步骤560。在步骤560中，方法500继续进行计算机系统300的重启过程。PCH 310告诉CPLD 340结束关机过程并启动重启过程。

在步骤570中，CPLD 340开启电源供应单元330并重新启动系统。

因此，此方法500提供优于现有过程的优点，因为此方法500允许将关机过程客制化为有效流程的重启。就像方法400一样，方法500具有直接通信的优势，这允许CPU 310和存储器模块360快速保存它们的数据。接着，方法500可以安全地进行系统重启。

图5标出在检测到过热温度之后发起强制关机时本公开示例性实施例所运行的一系列步骤的方法600。为了便于说明，将参照图3中的系统300来说明这些步骤。在步骤610中，BMC 370藉由从CPU 320和PCH 310中的至少一者接收计算机组件过热的输入，来发起方法600。可替代地，BMC 370可以接收到计算机系统300过热的通知，并且不需要知道具体的过热组件。

在步骤620中，BMC 370触发电源按钮以覆写开机状态，以使计算机系统300断电。步骤620是强制关闭过程，发起以保护一个或多个计算机组件免受电子部件过热而损坏。电源的完全关机可以冷却电子组件，因为组件将不会运行且不能产生运行副产品的热量。由于电子组件损坏的危险，系统300需要立即关机。BMC 370藉由在检测到过热时立即关闭电源供应单元来提供所需的关闭电源。

在步骤630中，PCH 310告诉CPU 320启动同步过程。PCH 310还通知CPLD 340开始睡眠过程。由于PCH 310检测到关机过程的发起并直接与CPU320通信，所以在检测到低功率模式以及将来自易失性计算机组件(例如CPU320)的数据同步到非易失性存储器的重要步骤之间，是没有步骤。

在步骤640中，CPU 320发起同步过程。同步过程因此将CPU 320中的易失性存储器中的数据保存到存储器模块360的非易失性存储器中。

在步骤650中，CPLD 340已经接收到关机过程的通知并且可以告诉存储器模块360将其数据存储到非易失性组件中。在步骤660中，存储器模块360实际执行此步骤，以保存已经存在于其存储器中的数据、以及在步骤650中从CPU 320同步过程中所添加的数据。例如，在步骤660中，存储器模块160可以保存其数据内容于闪存中。当CPLD 340告诉电源供应单元330开始关机过程时，步骤650完成。当电源供应单元330关闭时，方法600在步骤670完成。

因此，本公开提供了一种基板管理控制器370，可以在CPU 320或PCH310过热时有效地保护易失性存储器组件中的数据。此方法在电源供应单元330关闭计算机系统以停止产生热量之前，将数据有效保存到非易失性存储器组件中。

虽然以上已经描述了本发明的各种实施例，应理解的是，它们仅作为示例呈现，而不是限制。在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以根据本文的公开对所公开的实施例进行各种改变。因此，本发明的广度和范围不应该受到任何上述实施例的限制。相反，本发明的范围应根据以下权利要求及其均等物来定义。

尽管本发明已参照一个或多个实施方式作说明和描述，但是本领域具有通常知识者在阅读和理解本说明书和附图后将能思及等效的改变和修改。再者，虽然本发明的特定特征可能仅已参照多个实施方式中的其中一个公开，但是这样的特征可以与其他实现的一个或多个其他特征组合，以期望于或有助于任何给定的或特定的应用。

此处所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不意图于限制本发明。如本文所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一”、“一个”和“该”也意于包括复数形式。此外，就在详细描述及/或权利要求中使用术语“包括”、“包含”、“具”、“具有”、“有”或其变体的范围而言，这些术语用意在于以类似于术语“包括”的方式概括。

除非另外定义，否则此处使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属领域的具有通常知识者通常理解的相同含义。应进一步理解的是，例如在常用字典中定义的那些术语应解释为具有与其在相关领域的上下文中的含义一致的含义，并且不会理解为理想化或过度形式化的意义，除非明确如此定义。

综上所述，虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定者为准。

【符号说明】

100：NVDIMM应用系统

110、310：平台控制器集线器

120、320：中央处理单元

130、330：电源供应单元

140、340：复杂可编程逻辑设备

150、350：逻辑电路

160、360：存储器模块

200、400、500、600：方法

210～250、410～450、510～570、610～670：流程步骤

300：系统

370：基板管理控制器

Claims (10)

1.一种计算机实施方法，用于保存存储器模块中的数据，包括：

检测用于计算机系统的软件数据保存过程；以及

响应于所检测的该软件数据保存过程是需要的，执行该软件数据保存过程，包括：

由控制器集线器检测降低功率模式的发起；

响应于检测到降低功率模式的发起，由控制器集线器发起在处理单元中的数据内容的同步过程；

响应于检测到降低功率模式的发起，由逻辑设备发起自动存储存储器模块的数据内容；及

关闭电源供应单元。

2.如权利要求1所述的计算机实施方法，其中该降低功率模式包括暂时低功率模式、软件发起关机模式、软件发起重启模式、用户发起关机模式、用户发起重启模式、及由过热计算机组件所触发的关机中的至少一者。

3.如权利要求2所述的计算机实施方法，其中该降低功率模式是该软件发起重启模式或该用户发起重启模式，该软件数据保存过程还包括：

响应于关闭该电源供应单元，结束该降低功率模式；以及

重新启动该计算机系统。

4.如权利要求2所述的计算机实施方法，其中该降低功率模式是由过热计算机组件所触发的关机，并非检测降低功率模式的发起，该软件数据保存过程还包括：

接收来自该处理单元的该计算机系统过热的输入；以及

触发电源按钮以覆写自身且关闭该电源供应单元。

5.如权利要求1所述的计算机实施方法，其中在处理单元中的数据内容的该同步过程还包括：

复制该处理单元的易失性存储器的数据；以及

将所复制的数据放入该存储器模块的非易失性存储器中。

6.如权利要求1所述的计算机实施方法，其中自动存储存储器模块的数据内容还包括将该数据内容存储在非易失性计算机组件内。

7.一种计算机系统，配置以保存存储器模块中的数据，包括：

电源供应单元；

多个存储器模块，配置以存储数据内容；

处理单元，配置以在接收提示以启动同步过程时，对所述存储器模块启动存储器自我更新过程；

控制器集线器，配置以启动软件数据保存过程，其中启动该软件数据保存过程包括：

检测降低功率模式的发起；

响应于检测到降低功率模式的发起，发起在该处理单元中的同步过程；以及

逻辑设备，配置以继续该软件数据保存过程，其中继续该软件数据保存过程包括：

响应于检测到降低功率模式的发起，自动存储存储器模块的数据内容；及

关闭该电源供应单元。

8.如权利要求7所述的计算机系统，其中该降低功率模式包括睡眠模式、软件发起关机模式、软件发起重启模式、用户发起关机模式、用户发起重启模式、及由过热计算机组件所触发的关机中的至少一者。

9.如权利要求8所述的计算机系统，其中该降低功率模式是该软件发起重启模式或该用户发起重启模式，继续该软件数据保存过程还包括：

结束该降低功率模式及重新启动该计算机系统。

10.如权利要求8所述的计算机系统，其中该降低功率模式是由过热计算机组件所触发的关机，并非由控制器集线器配置以发起降低功率模式，该计算机系统还包括：

管理单元，配置以：

接收来自该处理单元的该计算机系统过热的输入；

触发电源按钮以覆写自身且关闭该电源供应单元；以及

向该控制器集线器指示可以藉由发起在该处理单元中的同步过程来启动该软件数据保存过程。

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