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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Offenbarung betrifft den Stromverbrauch in Computersystemen
und insbesondere das Steuern der Auffrischungsrate von Halbleiterspeicherbänken.
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Stand der Technik
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Während die
Temperatur eines Halbleiter-RAM (random access memory, Direktzugriffsspeicher)
ansteigt, verliert der Speicher mit einer schnelleren Geschwindigkeit
an Ladung. Wenn der Speicher an Ladung verliert, verliert er die
Daten, die in seinen Speicherzellen gespeichert waren. RAM-Chips
weisen Selbstauffrischungsschaltkreise auf, die die verlorene Ladung
in regelmäßigen Intervallen
wiederherstellen. Das Intervall wird kurz genug gewählt, so
daß es
praktisch kein Risiko gibt, daß Daten
verloren gehen oder beschädigt
werden.
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Die
Temperatur des RAM wird weitgehend von dessen Aktivitätsgrad (Rate
von Lese- und Schreibvorgängen in
die Speicherzellen) und dessen Umgebung bestimmt. Die erhöhte Geschwindigkeit des
Ladungsverlusts erzeugt mehr Hitze und die gesteigerte Hitze erhöht die Rate,
mit der die Ladung verloren geht. Darüber hinaus benötigt jeder Selbstauffrischungszyklus
Strom. Bei einem Computer in einem Standby-Zustand kann der zum Selbstauffrischen
des Speichers erforderliche Strom einen erheblichen Anteil des gesamten
verbrauchten Stroms ausmachen. Während
der Systemspeicherumfang in Computersystemen zunimmt, kann der Selbstauffrischungsstrom
zu einem zunehmend größeren Anteil
des gesamten Systemstromverbrauchs werden. Bei batteriebetriebenen
Systemen, wie Notebook-Computern, PDAs (Personal Digital Assistants,
Minicomputer), Tablett-PCs, Musikabspielgeräte und tragbare Telefone, kann
der Speicherauffrischungszyklus eine beträchtliche Auswirkung auf die Batterielebensdauer
haben. Bei Systemen, die an Netzstrom angeschlossen ist, erhöht der Auffrischungszyklus
die Betriebskosten des Systems.
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Darüber hinaus
erfordern neuere Speicherchipdesigns noch kürzere Selbstauffrischungsintervalle.
Bei DDR2- und DDR3-Chips (DDR = Double Data Rate, doppelte Übertragungsrate)
ist bei höheren
Speicherchiptemperaturen (z. B. Temperaturen über 85 °C) eine doppelte Selbstauffrischungsrate
erforderlich. Die zweifache (2X) Selbstauffrischungsrate ist als
das Doppelte der Selbstauffrischungsrate für DDRAM (Double Data Rate Synchronous
Dynamic RAM, synchroner dynamischer RAM mit doppelter Übertragungsgeschwindigkeit)
definiert. Dies nimmt die Stromreserven des Datenverarbeitungssystems weiter
in Anspruch.
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Um
die Auffrischungsraten eines Speicherchips oder einer Speicherbank,
eines Speichersystems oder -untersystems zu verringern, müssen einige
Informationen über
dessen bzw. deren Temperatur bekannt sein. Je genauer die Temperaturinformationen
sind, desto mehr kann die Auffrischungsrate verringert werden. Wenn
die Temperaturinformationen nicht zuverlässig oder genau sind, wird
der Speicher mit einer schnelleren Auffrischungsrate als erforderlich
laufen, um einen gewissen Spielraum für Fehler bereitzustellen.
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Um
effizient zu sein, sollten die Temperaturinformationen einem beliebigen
System bereitgestellt werden, das sie anwenden kann, um die Selbstauffrischungsrate
anzupassen. In einer separaten Bemühung, den Stromverbrauch zu
verringern, bieten viele Systeme verschiedene Suspend-, Standby-
und Ruhezustände.
Ein solcher Zustand ist als STR (Suspend to RAM). In STR wird der
aktuelle Zustand des Systems im System-RAM gespeichert, während der Großteil der
Systemhardware heruntergefahren wird. Demzufolge wird der RAM zum
bedeutendsten Stromverbraucher und außerdem zur einzigen Quelle
für Informationen
zum Aufwecken des Systems aus dem STR.
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Wenn
ein System in den STR oder einen anderen Zustand mit niedrigem Stromverbrauch
eintritt, wenn der Speicher heiß ist
und mit einer hohen Auffrischungsrate arbeitet, ist es wahrscheinlich,
daß der Speicher
nach einiger Zeit im Modus mit niedrigem Stromverbrauch abkühlt. Dann
kann die Selbstauffrischungsrate verringert werden, wodurch Strom
gespart wird und ermöglicht
wird, daß der
Speicher noch schneller abkühlt.
Viele Zustände
mit niedrigem Stromverbrauch schalten jedoch die Schaltkreise ab, die
anderweitig dazu im Stande waren, die Selbstauffrischungsrate anzupassen,
wie Prozessoren, Speichercontroller und Eingabe/Ausgabe-Hubs, während das
System sich in dem Zustand mit niedrigem Stromverbrauch befindet.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
verschiedenen Vorteile der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung werden einem Fachmann durch Lektüre der folgenden
Spezifikation und der angefügten
Ansprüche
und durch Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen offenbar werden, in
denen:
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1 ein
Blockdiagramm eines Teils eines Computersystems gemäß einer
Ausführungsform der
Erfindung ist;
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2 ein
Blockdiagramm eines Teils eines Computersystems gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung ist;
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3 ein
Flußdiagramm
zum Anpassen einer Selbstauffrischungsrate einer Speichereinheit
auf Temperaturbasis gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist;
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4 ein
Flußdiagramm
zum Anpassen einer Selbstauffrischungsrate einer Speichereinheit
auf Temperaturbasis in einem Suspend-to-RAM-Zustand gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist;
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5 ein
Flußdiagramm
zum Anpassen einer Selbstauffrischungsrate einer Speichereinheit
auf Temperaturbasis in einem Suspend-to-RAM-Zustand gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung ist und
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6 ein
Blockdiagramm eines Computersystems ist, das zum Umsetzen von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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1 zeigt
eine Speichereinheit 10, die mehrere Speichervorrichtungen 12 (12a-12n)
und ein Temperaturmeßmodul 14,
das mit den Speichervorrichtungen 12 verbunden ist, aufweist.
Die Speichereinheit 10 kann ein SO-DIMM (small outline
dual in-line memory module, Doppelreihen-Speichermodul in kleiner
Ausführung)
der Art sein, die in der Regel in Notebook-Personalcomputern (Notebook-PCs) verwendet
wird. Das SO-DIMM 10 kann eine 240-Pin-, 144-Pin- oder
72-Pin-Konfiguration, die 64-Bit-Übertragungen unterstützt, oder
eine beliebige andere einer großen
Vielfalt unterschiedlicher Pin-Konfigurationen für unterschiedliche Übertragungsgeschwindigkeiten
haben, die einer DIMM-Struktur (DIMM = Dual In-line Memory Module,
Doppelreihen-Speichermodul) oder einer beliebigen anderen Struktur
entsprechen. Die Speichereinheit 10 kann alternativ ein
Mikro-DIMM oder ein DIMM voller Größe sein, das häufiger in
Desktop-PCs verwendet wird. Des weiteren können die Speichervorrichtungen 12 SDRAM-Vorrichtungen (SDRAM
= synchronous dynamic random access memory, synchroner dynamischer
Direktzugriffsspeicher) sein, die verhältnismäßig hohe Stromstöße erfahren
und folglich in Bezug auf Überhitzung äußerst anfällig sind.
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung können
jedoch auf eine beliebige Art von Speichervorrichtung angewendet
werden, die eine Selbstauffrischung mit einer Geschwindigkeit erfordert,
die zumindest teilweise von der Temperatur abhängt.
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Ein
Temperaturmeßmodul 14 mißt entweder direkt
oder indirekt eine Innentemperatur einer oder mehrerer der Speichervorrichtungen 12.
Das Temperaturmeßmodul
kann Wärmesensoren
an einer oder mehreren einer Vielfalt unterschiedlicher Stellen
verwenden. Die Speichereinheit beinhaltet mehrere SDRAM-Vorrichtungen 12a, 12b, 12c, 12d.
Obwohl vier SDRAM-Vorrichtungen gezeigt wurden, kann eine größere oder
kleinere Anzahl von Speichervorrichtungen verwendet werden. Eine
SPD-Vorrichtung (SPD = serial presence detect) 18 in der
Speichereinheit ist mit dem Wärmesensor
verbunden, um den Sensor anzutreiben und eine Temperaturmessung
zu empfangen.
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Die
Speichereinheit 10 ist durch einen Speicherbus 24 mit
einem MCH (memory controller hub, Speichercontroller-Hub) 22 verbunden
und die SPD der Speichereinheit ist durch einen SMBus 28 mit
einem ICH (Input/Output Controller Hub, Eingabe-/Ausgabe-Controller-Hub) 34 verbunden.
Neben dem Speichern von Konfigurationsinformationen (z. B. Modulgröße, Datenbreite,
Geschwindigkeit und Spannung), die beim Hochfahren von dem BIOS (basic
input/output system, allgemeines Eingabe/Ausgabe-System, nicht gezeigt)
verwendet werden, kann die SPD-Vorrichtung 18 Innentemperaturen
der SDRAM-Vorrichtungen 12 an eine Systemverwaltungsschnittstelle 26 übertragen.
Die Systemverwaltungsschnittstelle 26 kann Interrupts (Unterbrechungen)
und Steuersignale auf Interrupt-Leitungen 30 erzeugen,
wenn die Speichereinheitstemperaturen Temperaturgrenzwerte übersteigen,
und Aspekte des Systems aus einem Zustand mit niedrigem Stromverbrauch
aufzuwecken.
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Insbesondere
beinhaltet die dargestellte Systemverwaltungsschnittstelle 26 einen Systemverwaltungsbus 28,
der mit der SPD-Vorrichtung 18 verbunden ist. Die Systemverwaltungsschnittstelle 26 empfängt die
Innentemperaturen von der SPD-Vorrichtung 18 über den
Systemverwaltungsbus 28 und vergleicht die Innentemperaturen
mit dem Temperaturgrenzwert.
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In
einem Beispiel ist der Systemverwaltungsbus 28 ein I2C-Bus
(I2C = inter integrated circuit, Inter-IC) (z. B. I2C-Spezifikation,
Version 2.1, Phillips Semiconductors, Januar 2000), der
physikalisch aus zwei aktiven Kabeln und einer Masseverbindung besteht.
Die aktiven Kabel, als serielle Datenleitung (SDL) und serielle
Taktleitung (serial clock line, SCL) bezeichnet, sind beide bidirektional.
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Der
Systemverwaltungsbus 28 kann auch unter einem SMBus-Gerüst arbeiten
(z. B. SMBus-Spezifikation, Version 2.0, SBS Implementers Forum,
August 2000). Eine SMBus-Schnittstelle
verwendet I2C als sein Basisnetz und ermöglicht Komponenten, Nachrichten
hin- und hersenden,
anstatt einzelne Steuerleitungen auszulösen. Ein solcher Ansatz ist
insbesondere bei einem Systemspeicher in einer Personalcomputerarchitektur
geeignet.
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Der
ICH ist mit dem MCH und auch mit einem CPU (Central Processing Unit,
Zentralprozessor) 36 verbunden, der Daten an den Systemspeicher 10 sendet
und Daten von diesem abruft. In der dargestellten Ausführungsform
sendet das System Speicherdaten an den MCH und empfängt Speicherdaten
von diesem und der MCH steuert die Auffrischungsrate des Speichers.
Der ICH übermittelt
gespeicherte Daten vom Systemspeicher an andere Vorrichtungen (nicht
gezeigt). Ein beliebiges oder beliebige mehrere dieser drei Vorrichtungen
können
zu einer einzigen Einheit zusammengeführt werden. Der MCH kann in
den CPU oder den ICH integriert werden und die Funktionen aller
drei Vorrichtungen können
in einem einzigen Chip kombiniert werden. Während eines Wachzustands kann
die erfaßte
Temperatur von dem ICH an den MCH oder den CPU gesendet werden,
der dann die Auffrischungsrate anpassen kann. In einem Zustand mit
niedrigem Stromverbrauch können
der MCH und der CPU heruntergefahren werden. Der ICH, der in der
Regel mit einer Tastatur, einer Netzschnittstelle und anderen Vorrichtungen
verbunden ist, wartet auf Interrupts, die das System aufwecken.
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2 zeigt
eine Alternative zu der Konfiguration von 1, obwohl
die zwei Ansätze
kombiniert werden können.
In 2 weist das Speichermodul 11, das der
Speichereinheit 10 ähnlich
ist, einen Satz DRAM-Chips 12A-12N (nur vier sind
gezeigt) oder andere Speicher und einen Temperatursensor 18, der
eine SPD beinhalten kann, auf. Das Speichermodul ist durch einen
Speicherbus mit einem Speichercontroller 23 verbunden.
In 2 beinhaltet der MCH einen Selbstauffrischungsverwaltungsschaltkreis 27, der
auf seiner eigenen Energiequelle sitzen kann. Im Beispiel von 2 ist
der Selbstauffrischungsverwaltungsschaltkreis mit einer separaten
STR-Stromversorgung 38 verbunden. Im STR-Modus wird, obwohl der
normale Strom (VCC) zu den meisten Komponenten abgeschaltet ist,
der Strom von der STR-Stromversorgung
noch immer zugeführt.
Die STR-Stromversorgung kann zum Betreiben des Speichermoduls und
anderer Komponenten zusätzlich
zu der Selbstauffrischungsverwaltungseinheit verwendet werden.
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Der
Temperatursensor ist am einen Ereignisbus 31, wie I2C oder
SMBus, mit dem Selbstauffrischungsverwaltungsschaltkreis gekoppelt,
um Temperaturinformationen an den Selbstauffrischungsverwaltungsschaltkreis
zu senden. Da beide Komponenten während des STR-Modus weiter mit
Strom versorgt werden, können
sie kommunizieren, selbst wenn andere Komponenten inaktiv sind.
Der Temperatursensor und die Selbstauffrischungsverwaltungseinheit
können
Selbstauffrischungsverwaltungsfunktionen durchführen, während das System sich in einem
Zustand mit niedrigem Stromverbrauch, wie STR, befindet. Im Gegensatz
zum Beispiel von 1 ist der Selbstauffrischungsverwaltungsschaltkreis
jedoch direkt mit den Selbstauffrischungssteuerschaltkreisen (nicht
gezeigt) des MCH, auf denen er angeordnet ist, verbunden. Dies ermöglicht,
daß der Selbstauffrischungszustand
geändert
wird, ohne den MCH oder die CPU aufzuwecken und ohne einen ICH 34 oder
die CPU 36 zu beeinträchtigen.
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3 zeigt
einen verallgemeinerten Ablauf von Ereignissen zum Anpassen der
Selbstauffrischungsrate einer Speichereinheit, wie der Speichereinheit 10 oder 11 der 1 und 2,
auf Temperaturbasis. Bei einer DDR2- oder DDR3-Speichereinheit können die
individuellen SDRAM-Einheiten mit Selbstauffrischungsraten betrieben
werden, die als 1X und 2X identifiziert sind, in Abhängigkeit
von der Innentemperatur der jeweiligen SDRAM-Einheit. Die 1X-Rate
erfordert weniger Strom und erzeugt weniger Wärme, während die 2X-Rate sicherstellt,
daß die
gespeicherten Daten bei höheren
Temperaturen intakt bleiben. Die Selbstauffrischung wird über den Speicherbus
durch den MCH in den Architekturen, die in den 1 und 2 gezeigt
sind, durchgeführt,
die CPU stellt jedoch die Selbstauffrischungsrate ein. In einer
alternativen Ausführungsform
bestimmt der MCH die Selbstauffrischungsrate unabhängig und
stellt diese unabhängig
ein.
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Wie
in 3 gezeigt, wird die Temperatur des Speichers während des
Normalbetriebs bei Block 305 geprüft. Dies kann vorgenommen werden, indem
die SPD Temperaturdaten an die Systemverwaltungsschnittstelle, an
den ICH oder an den MCH sendet. Die Temperatur wird dann bei Block 307 mit einem
Wärmegrenzwert
(WG) verglichen. Dies kann in der SPD, der Systemverwaltungsschnittstelle,
dem ICH, dem MCH oder sogar dem CPU vorgenommen werden. Wenn die
Temperatur unter dem Grenzwert liegt, wird die Selbstauffrischungsrate
bei Block 309 auf 1X eingestellt. Wenn die Temperatur über dem Grenzwert
liegt, wird die Selbstauffrischungsrate bei Block 311 auf
2X eingestellt. Um die Selbstauffrischungsrate einzustellen, kann
der CPU den MCH auf die neue Rate programmieren. Ein gesetztes Bit im
MCH kann die gegenwärtige
Rate anzeigen, so daß ein
Befehl nur gesendet wird, um die Rate zu ändern, oder der Befehl kann
ungeachtet der gegenwärtigen
Rate gesendet werden. Die Rate wird nur geändert, wenn der Befehl eine
andere Rate anzeigt.
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Wenn
das Computersystem auf einen Zustand mit niedrigem Stromverbrauch,
wie STR, gesetzt ist, werden die CPU, der MCH und Teile des ICH
heruntergefahren oder in einen Suspend-Modus gesetzt. Dies kann
verhindern, daß die
CPU den MCH programmiert, und kann verhindern, daß der MCH
einen Befehl empfängt,
die Selbstauffrischungsrate zu ändern.
Es fährt
auch Kommunikationen auf den Bussen herunter, die zum Steuern der Selbstauffrischungsrate
verwendet werden, wie der Speicherbus und der Bus zwischen dem MCH
und dem CPU. Wie in 4 gezeigt, können der Wärmesensor und die SPD so konfiguriert
werden, daß sie weiter
arbeiten. Bei Block 41 wird die Temperatur geprüft, 341.
Dies kann in der Systemverwaltungsschnittstelle vorgenommen werden,
der nur zu diesem Zweck weiter Strom zugeführt wird. Die Systemverwaltungsschnittstelle
kann dann bei Block 343 prüfen, um zu bestimmen, ob die
Temperatur unter dem Wärmegrenzwert
liegt. Wenn die Temperatur hoch bleibt, kann die Temperaturprüfung nach
einer gewissen Zeitspanne wiederholt werden.
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Wenn
die Temperatur unter dem Grenzwert liegt, kann bei Block 345 die
gegenwärtige
Selbstauffrischungsrate geprüft
werden. Wenn sie bereits auf 1X eingestellt ist, kann der Prozeß dahin
zurückkehren,
die Temperatur später
erneut zu prüfen.
Wenn die Selbstauffrischungsrate auf 2X eingestellt ist, kann die
Systemverwaltungsschnittstelle bei Block 347 ein Interrupt
an den ICH erzeugen. Bei Block 349 empfängt der ICH den Interrupt und
weckt die CPU auf. Die CPU kann dann dem MCH befehlen, die Selbstauffrischungsrate
bei Block 351 auf 1X einzustellen. Dies kann erfordern,
daß Aspekte
des MCH aufgeweckt werden, oder der MCH kann sich bereits in einem
zum Teil oder vollständig
aufgeweckten Zustand befinden. Bei Block 353 können etwaige
Komponenten, die aufgeweckt wurden, in den Standby-Zustand oder
Zustand mit niedrigem Stromverbrauch, wie STR, zurückkehren.
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Der
Prozeß von 4 ermöglicht einem
System, einen Speicherselbstauffrischungszustand zu verlangsamen,
nachdem ein Speicher abgekühlt wurde.
Er ermöglicht,
daß der
Selbstauffrischungszustand von 2X auf 1X geändert wird, selbst wenn die Komponenten,
die den Selbstauffrischungszustand steuert, heruntergefahren sind
oder sich in einem Standby-Zustand befinden. Der Prozeß kann dahingehend
modifiziert werden, mehr Selbstauffrischungsraten unterzubringen,
indem weitere Temperaturgrenzwerte hinzugefügt werden. Dementsprechend
kann der Speicher von 4X auf 2X, auf 1X, auf 1/2X, auf 1/4X usw.
und auf beliebige gewünschte Zustände dazwischen
gebracht werden. In ähnlicher Weise
können
die Temperaturvergleiche auch dazu verwendet werden, die Selbstauffrischungsrate
zu erhöhen,
wenn die Speichertemperatur ansteigen sollte.
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Weitere
Vorgänge
können
durchgeführt
werden, nachdem dem System befohlen wurde, in den STR-Modus einzutreten.
Der MCH, die SPD oder die Systemverwaltungsschnittstelle kann die
Selbstauffrischungsrate prüfen.
Wenn die Selbstauffrischungsrate sich bereits auf 1X befindet, kann
der Prozeß von 4 deaktiviert
werden. In ähnlicher
Weise, wenn die Selbstauffrischungsrate sich auf 2X befindet, kann
der Prozeß von 4 aktiviert
werden. Die Temperatur kann auch geprüft werden, bevor in den STR
eingetreten wird, um zu bestimmen, ob die Selbstauffrischungsrate
angemessen ist. Es kann möglich
sein, die Selbstauffrischungsrate unmittelbar, bevor in den STR-Modus
eingetreten wird, auf 1X einzustellen. In einer Ausführungsform
wird die Selbstauffrischungsrate während allen normalen Vorgängen auf
2X gehalten. Der Prozeß von 3 wird nicht
durchgeführt.
Beim Empfangen eines STR-Befehls wird die Temperatur geprüft und wenn
die Temperatur niedrig genug ist, wird die Selbstauffrischungsrate
auf 1X eingestellt. Beim Aufwecken wird die Selbstauffrischungsrate
ungeachtet der Temperatur auf 2X zurückgesetzt.
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5 zeigt
ein Beispiel eines vereinfachten Prozesses, der unter Verwendung
der in den 1 und 2 gezeigten
Konfiguration durchgeführt
werden kann. Bei Block 341 sendet das Wärmesystem auf dem Speichermodul
eine Temperatur an den Selbstauffrischungsverwaltungsschaltkreis.
Wie oben erwähnt,
kann diese Temperatur die Temperatur eines oder mehrerer der individuellen
Speicherchips auf dem Modul widerspiegeln. Es kann sich um eine
kombinierte Temperatur, eine durchschnittliche Temperatur oder einen
Satz von Temperaturen handeln. Bei Block 507 vergleicht
die Selbstauffrischungsverwaltungseinheit die empfangene Temperatur
oder die empfangenen Temperaturen mit einem oder mehreren Wärmegrenzwerten.
Wie oben im DDR2- und DDR3-Speicher nahegelegt, kann ein Grenzwert
auf 85 °C
eingestellt sein, weitere Grenzwerte bei niedrigeren Temperaturen
können
jedoch weitere Verringerungen der Selbstauffrischungsrate ermöglichen.
Weitere Grenzwerte mit höheren
Temperaturen können
ermöglichen,
daß ein
Speichermodul Daten selbst bei höheren
Temperaturen bewahrt.
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Bei
Block 509 wählt
die Selbstauffrischungsverwaltungseinheit eine Selbstauffrischungsrate
auf Basis des Temperaturvergleichs aus und setzt bei Block 511 die
Selbstauffrischungsrate innerhalb des MCH zurück. Wenn der Selbstauffrischungsverwaltungsschaltkreis
sich auf dem MCH befindet, kann er mit direktem Zugriff auf die
Selbstauffrischungsschaltkreise des MCH, unabhängig von dem CPU oder beliebigen
anderen Komponenten, versehen werden. Alternativ kann er mit Schaltkreisen
versehen werden, um den MCH zum Zwecke des Zurücksetzens der Selbstauffrischungsrate
aufzuwecken. Er kann alternativ einen Befehl senden, der einen Befehl
von der CPU, die Selbstauffrischungsrate zurückzusetzen, emuliert.
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6 zeigt
ein Beispiel eines Computersystems, das zum Integrieren einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung geeignet ist. Ein MCH-Chip, eine Nordbrücke oder
ein Host-Controller 663 ist an einen oder mehrere CPUs
(central processing units, Zentralprozessoren) 613, 615 mit
Speicher und E/A-Vorrichtungen gekoppelt und kann eine große Auswahl
an Merkmalen, wie gesteigerte Leistung, Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit
und Bedienbarkeit, Systemverwaltung und Hot-Plug-Austausch von CPUs,
bereitstellen. Der MCH kann E/A-Cluster, einen Speicher-Controller,
Snoop-Filter und eine große Auswahl
an Logik zum Handhaben von Transaktionen beinhalten. Obwohl das
Beispiel von 6 einen Mikroprozessor beinhaltet,
der mit einem MCH und einem ICH (Input/Output Controller Hub, Eingabe/Ausgabe-Controller-Hub) 665 verbunden
ist, können
entweder der MCH oder der ICH oder beide oder eine beliebige der
Funktionen dieser Chips in die Mikroprozessoren integriert werden.
Der MCH und der ICH können
ebenfalls kombiniert werden, vollständig oder zum Teil, innerhalb
oder außerhalb
des Mikroprozessors.
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Im
Beispiel von 6 weist der MCH 611 ein Paar
FSBs (Front-Side-Busse, Vorderseitebusse) auf, die jeweils mit einer
CPU oder Prozessorkern 613, 615 verbunden sind.
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Mehr
oder weniger als zwei Prozessorkerne und FSBs können verwendet werden. Eine
beliebige Anzahl unterschiedlicher CPUs und Chipsätze kann verwendet
werden. Die Nordbrücke
empfängt über die
FSBs Lese-, Schreib- und Abrufanweisungen von den Prozessorkernen
und führt
diese aus. Die Nordbrücke
weist außerdem
eine Schnittstelle zum Systemspeicher 667, wie DIMMs (Dual
In-line Memory Modules, Doppelreihen-Speichermodule), die den in den 1 und 2 gezeigten ähnlich sind,
in den Anweisungen und Daten gespeichert werden können, und
eine Schnittstelle zu einem ICH (input/output Controller hub, Eingabe/Ausgabe-Controller-Hub) 665 auf.
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Der
MCH weist ebenfalls eine Schnittstelle, wie eine PCI Express- (PCI
= peripheral component interconnect, Verbindung zwischen Peripheriekomponenten)
oder eine AGP-Schnittstelle
(AGP = accelerated graphics Port, beschleunigte Grafikschnittstelle),
auf, um eine Verbindung mit einem Grafik-Controller 641 herzustellen,
der wiederum Grafiken und möglichen
Ton an einen Bildschirm 637 liefert. Die PCI Express-Schnittstelle
kann auch zum Verbinden mit anderen Hochgeschwindigkeitsvorrichtungen
verwendet werden. Im Beispiel von 6 sind sechs
x4 PCI Express-Bahnen gezeigt. Zwei Bahnen sind mit einer TCP/IP-Offload-Engine (TCP/IP =
Transmission Control Protocol/Internet Protocol, Übertragungssteuerprotokoll/Internetprotokoll) 617 verbunden,
die mit Netz- oder TCP/IP-Vorrichtungen,
wie einem Gigabit-Ethernet-Controller 639, verbunden sein
können.
Zwei Spuren sind mit einem E/A-Prozessorknoten 619 verbunden,
der Speichervorrichtungen 621 unter Verwendung einer SCSI-
(Small Computer System Interface, Schnittstelle für ein kleines
Computersystem), einer RAID- (Redundant Array of Independent Disks,
redundante Anordnung von unabhängigen
Laufwerken) Schnittstelle oder anderer Schnittstellen unterstützen kann. Zwei
weitere Bahnen sind mit einem PCI-Translator-Hub 623 verbunden,
der Schnittstellen unterstützen
kann, um PCI-X 625- und PCI 627-Vorrichtungen zu verbinden. Die
PCI Express-Schnittstelle
kann mehr oder weniger Vorrichtungen unterstützen, als hier gezeigt sind.
Darüber
hinaus, obwohl PCI Express und AGB beschrieben sind, kann der MCH
angepaßt
werden, um andere Protokolle und Schnittstellen anstelle von oder
zusätzlich
zu den beschriebenen zu unterstützen.
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Der
ICH 665 bietet eine mögliche
Verbindbarkeit mit einer großen
Auswahl unterschiedlicher Vorrichtungen. Wohl etablierte Konventionen
und Protokolle können
für diese
Verbindungen verwendet werden. Die Verbindungen können einen
LAN-Port (LAN = Local Area Network, lokales Netz) 669,
einen USB-Hub 671 und einen lokalen BIOS-Flash-Speicher (BIOS
= basic input/output system, allgemeines Eingabe/Ausgabe-System) 673 beinhalten.
Ein SIO-Port (SIO = Super Input/Output, Super-Eingabe/Ausgabe) 675 kann
eine Verbindbarkeit für
eine Fronttafel 677 mit Tasten und einem Bildschirm, einer Tastatur 679,
einer Maus 681 und Infrarotvorrichtungen 685,
wie IR-Blaster oder Fernsteuerungssensoren, bereitstellen. Der E/A-Anschluß kann auch
Diskettenlaufwerk-, Parallelanschluß- und Seriellanschlußverbindungen
unterstützen.
Alternativ können eine
beliebige oder beliebige mehrere dieser Vorrichtungen von einer
USB-, PCI- oder einer beliebigen anderen Art von Bus oder Verbindung
unterstützt werden.
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Der
ICH kann auch einen IDE-Bus (IDE = Integrated Device Electronics)
oder einen SATA-Bus (SATA = serial advanced technology attachment)
für Verbindungen
mit Laufwerken 687, 689 oder anderen großen Speichervorrichtungen
bereitstellen. Der Massenspeicher kann Festplatten und Bildplatten
beinhalten. So können
beispielsweise Softwareprogramme, Parameter oder Benutzerdaten auf
einer Festplatte oder einem anderen Laufwerk gespeichert werden.
Ein PCI-Bus (PCI = peripheral component interconnect, Verbindung
zwischen Peripheriekomponenten) 691 ist mit dem ICH verbunden
und ermöglicht,
daß eine
große
Auswahl an Vorrichtungen und Anschlüssen mit dem ICH verbunden
werden können.
Die Beispiele in 6 beinhalten einen WAN-Anschluß (WAN =
Wide Area Network, Weitbereichsnetz) 693, einen Anschluß für drahtlose
Verbindungen 695, einen Datenkartenverbinder 697 und eine
Videoadapterkarte 699. Es gibt viele weitere Vorrichtungen,
die zur Verbindung mit einem PCI-Anschluß zur Verfügung stehen, und viele weitere
mögliche
Funktionen. Die PCI-Vorrichtungen können Verbindungen mit lokalen
Anlagen oder Computer in der Nähe
ermöglichen.
Sie können
außerdem
die Verbindung mit verschiedenen Peripheriegeräten, wie Druckern, Scanner,
Aufzeichnungsgeräten,
Bildschirmen und mehr, ermöglichen.
Sie können
zudem drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen zu weiter entfernten
Anlagen oder einer beliebigen einer Reihe unterschiedlicher Schnittstellen
ermöglichen.
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Die
besondere Beschaffenheit beliebiger angeschlossener Vorrichtungen
kann auf die beabsichtigte Verwendung der Vorrichtung angepaßt werden. Eine
beliebige oder beliebige mehrere Vorrichtungen, ein beliebiger oder
beliebige mehrere Busse oder eine beliebige oder beliebige mehrere
Verbindungen können
aus diesem System eliminiert werden oder andere können hinzugefügt werden.
Zum Beispiel kann Video auf dem PCI-Bus, auf einem AGP-Bus, durch
den PCI Express-Bus oder durch einen integrierten Grafikteil des
Host-Controllers bereitgestellt werden.
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Es
ist zu verstehen, daß eine
weniger oder mehr ausgerüstete
Speichereinheit, ein weniger oder mehr ausgerüstetes Speichermodul, ein weniger oder
mehr ausgerüsteter
Wärmesensor,
eine weniger oder mehr ausgerüstete
Wärmeverwaltungseinheit
oder ein weniger oder mehr ausgerüstetes Computersystem als das
oben beschriebene Beispiel kann für bestimmte Implementierungen
bevorzugt sein. Folglich kann die Konfiguration der oben bereitgestellten
Beispiele von Implementierung zu Implementierung in Abhängigkeit
von zahlreichen Faktoren, wie Kosteneinschränkungen, Leistungsanforderungen,
technologischen Verbesserungen oder anderen Umstände, variieren. Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung können
ebenfalls auf andere Arten von Speichersystemen und auf andere Temperaturumgebungen
als die hierin beschriebenen Beispiele angepaßt werden. Die hierin beschriebenen bestimmten
Arten von Standby- und Energiemodi können ebenfalls angepaßt werden,
um für
andere Anwendungen zu passen.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung können
als ein Computerprogrammprodukt bereitgestellt werden, was ein maschinenlesbarer
Datenträger
beinhalten kann, auf dem Anweisungen gespeichert sind, die verwendet
werden können,
um einen Universalrechner, eine Modusverteilungslogik, einen Speicher-Controller
oder andere elektronische Vorrichtungen darauf zu programmieren,
einen Prozeß durchzuführen. Der
maschinenlesbare Datenträger
kann Disketten, Bildplatten, CD-ROMs und magnetooptische Platten,
ROMS, RAMs, EPROMs, EEPROMs, Magnetstreifen- oder optische Karten, Flash-Speicher oder andere
Arten von Datenträgern oder
maschinenlesbaren Datenträgern,
die zum Speichern elektronischer Anweisungen geeignet sind, beinhalten,
ist jedoch nicht darauf beschränkt. Des
weiteren können
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung auch als ein Computerprogrammprodukt
heruntergeladen werden, wobei das Programm mittels Datensignalen,
die von einer Trägerwelle
oder einem anderen Ausbreitungsmedium verkörpert werden, über eine
Kommunikationsverbindung (z. B. ein Modem oder eine Netzverbindung) von
einem entfernten Computer oder Controller an einen anfordernden
Computer oder Controller übertragen
wird.
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In
der obigen Beschreibung sind zahlreiche spezifische Einzelheiten
ausgeführt.
Es versteht sich jedoch, daß Ausführungsformen
der Erfindung ohne diese spezifischen Einzelheiten ausgeübt werden können. Zum
Beispiel können
wohl bekannte gleichwertige Materialien die hierin beschriebenen
ersetzen und in ähnlicher
Weise können
wohl bekannte äquivalente
Techniken die offenbarten bestimmten Verarbeitungstechniken ersetzen.
In anderen Fällen wurden
wohl bekannte Schaltkreise, Strukturen und Techniken nicht detailliert
gezeigt, um ein Verschleiern des Verständnisses dieser Beschreibung
zu vermeiden.
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Obwohl
die Ausführungsformen
der Erfindung in Form von mehreren Beispielen beschrieben wurden,
können
Fachleute erkennen, daß die
Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist,
jedoch mit Modifikationen und Veränderungen innerhalb des Sinns
und Schutzumfangs der angefügten
Ansprüche
ausgeübt
werden kann. Die Beschreibung ist folglich als veranschaulichend
und nicht als einschränkend
anzusehen.
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Zusammenfassung
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Selbstauffrischungsraten
einer Speichereinheit können
basierend auf der Temperatur verwaltet werden. In einer Ausführungsform
der Erfindung kann die Erfindung ein Messen der Temperatur einer Speichereinheit,
wobei die Speichereinheit eine Selbstauffrischungsrate aufweist,
um eine Datenintegrität
aufrecht zu erhalten, ein Vergleichen der gemessenen Temperatur
mit einem Schwellwert und Einstellen der Selbstauffrischungsrate
der Speichereinheit basierend auf dem Vergleich umfassen.