JP2008065819A - 混合メモリ・タイプを使用して性能を改善するための装置、方法、システム、およびプログラム - Google Patents

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Abstract

【課題】様々な性能特性を有するメモリ・モジュールの混合を提供すること。
【解決手段】メモリ・ユニットは、複数のメモリ・クロック発振器および複数のそれぞれの電圧コントローラに結合されたシステム・メモリ・コントローラを含み、各メモリ・クロック発振器およびそれぞれの電圧コントローラがメモリ・レセプタクルに結合され、したがって複数のメモリ・レセプタクルを提供し、複数のレセプタクル内の各レセプタクルはメモリ・タイプの動作に関する別々の電力境界を有する。このメモリ・ユニットは、様々なメモリ・タイプを動作させる機能を備えたコンピューティング・システムを提供する。このメモリ・ユニットを動作させる方法およびコンピュータ・プログラム製品が提供される。
【選択図】図2

Description

本開示は、一般に、コンピューティング・システムへのメモリ・モジュールの組み込みに関し、とりわけ、単一システム内での様々なタイプのメモリ・モジュールの使用に関する。
データの格納にメモリ・モジュールを使用するシステムでは、システム用のハードウェアの設計によって、使用可能なメモリ・モジュールのタイプが決定される。これは通常、選択されたタイプのメモリ・モジュール・タイプを動作させるために必要な、電源およびクロック周波数に関する制限の結果である。残念ながら、こうした設計は非常に制限的な場合がある。
たとえば、豊富な設計が使用可能であることを理解するためには、メモリ・モジュールを提示している商用カタログを参照するだけでよい。たいていの場合、コンピューティング・システム用に所望のタイプのメモリ・モジュールを見つけることは困難な可能性がある。
任意の1つのコンピューティング・インフラストラクチャ内で様々なタイプのメモリ・モジュールを使用するための技法が求められている。好ましくは、この技法は、様々な性能特性を有するメモリ・モジュールの混合を提供する。
複数のメモリ・クロック発振器および複数のそれぞれの電圧コントローラに結合されたシステム・メモリ・コントローラを含む、メモリ・ユニットであって、各メモリ・クロック発振器およびそれぞれの電圧コントローラがメモリ・レセプタクル(receptacle)に結合され、したがって複数のメモリ・レセプタクルを提供し、複数のレセプタクル内の各レセプタクルはメモリ・タイプの動作に関する別々の電力境界を有する、メモリ・ユニットが開示される。
コンピューティング・インフラストラクチャにメモリを提供するための方法も開示され、この方法は、インフラストラクチャにメモリ・ユニットを結合するステップであって、このメモリ・ユニットは、複数のメモリ・クロック発振器および複数のそれぞれの電圧コントローラに結合されたシステム・メモリ・コントローラを含み、各メモリ・クロック発振器およびそれぞれの電圧コントローラがメモリ・レセプタクルに結合され、したがって複数のメモリ・レセプタクルを提供し、複数のレセプタクル内の各レセプタクルはメモリ・タイプの動作に関する別々の電力境界を有する、結合するステップと、メモリ・ユニットにインストールするために少なくとも2つのメモリ・タイプを選択するステップと、メモリ・タイプをメモリ・ユニットにインストールするステップと、を含む。
さらに、複数のメモリ・クロック発振器および複数のそれぞれの電圧コントローラに結合されたシステム・メモリ・コントローラを含む、メモリ・ユニットであって、各メモリ・クロック発振器およびそれぞれの電圧コントローラがメモリ・レセプタクルに結合され、したがって複数のメモリ・レセプタクルを提供し、複数のレセプタクル内の各レセプタクルはメモリ・タイプの動作に関する別々の電力境界を有する、メモリ・ユニットを含む、コンピューティング・システムも開示される。
加えて、複数のメモリ・クロック発振器および複数のそれぞれの電圧コントローラに結合されたシステム・メモリ・コントローラを含む、メモリ・ユニットであって、各メモリ・クロック発振器およびそれぞれの電圧コントローラがメモリ・レセプタクルに結合され、したがって複数のメモリ・レセプタクルを提供し、複数のレセプタクル内の各レセプタクルはメモリ・タイプの動作に関する別々の電力境界を有する、メモリ・ユニットに、インストールされたメモリ・タイプを問い合わせる(interrogate)ための命令と、このメモリ・タイプを決定するための命令と、メモリ・タイプに関する電力境界の少なくとも1つの動作パラメータを設定するための命令と、を含む、マシン読み取り可能メディア上に格納されたマシン読み取り可能コードを含むコンピュータ・プログラム製品も開示される。
当業者であれば、諸実施形態に従った他のシステム、方法、またはコンピュータ・プログラム製品あるいはそれらすべてが、以下の図面および詳細な説明を再検討することによって、明らかであるかまたは明らかとなろう。すべてのこうした追加のシステム、方法、またはコンピュータ・プログラム製品あるいはそれらすべてが、この説明に含まれること、本発明の範囲内にあること、および添付の特許請求の範囲によって保護されることが、意図される。
本発明に関する主題は、特許請求の範囲に具体的に指摘され、明確に記載される。本発明の前述および他の目的、特徴、および利点は、添付の図面に関連して説明される以下の詳細な記述から明らかとなる。
詳細な記述では、例として図面を参照しながら、本発明の好ましい諸実施形態を利点および特徴と共に説明する。
次に図1を参照すると、本発明に従ったコンピューティング・システム100の例示的実施形態が示される。この例では、システム100は1つまたは複数の中央処理ユニット(プロセッサ)101a、101b、101cなど(集合的または総称的に、プロセッサ101と呼ぶ)を有する。一実施形態では、あるプロセッサ101は、縮小命令セット・コンピュータ(RISC)マイクロプロセッサを含む。プロセッサ101は、システム・バス113を介して、メモリ・ユニット250および様々な他のコンポーネントに結合される。読み取り専用メモリ(ROM)102はシステム・バス113に結合され、システム100のある基本機能を制御する、基本入力/出力システム(BIOS)を含むことができる。システム100は、電源121によって電力が供給される。電源121は、所望の周波数の適切な電力信号を提供するために、必要に応じて変圧器および他のデバイスを含む。
さらに図1は、システム・バス113に結合された、I/Oアダプタ107およびネットワーク通信アダプタ106を示す。I/Oアダプタ107は、ハード・ディスク103、テープ・ストレージ・ドライブ105、または任意の他の同様のコンポーネントと通信する、Small Computer System Interface(SCSI)アダプタとすることができる。本明細書では、I/Oアダプタ107、ハード・ディスク103、およびテープ・ストレージ・デバイス105は、集合的に大容量ストレージ104と呼ばれる。ネットワーク・アダプタ106は、バス113と外部ネットワーク120とを相互接続して、データ処理システム100が他のこうしたシステムと通信できるようにする。ディスプレイ・モニタ136は、グラフィックス多用型アプリケーションの性能を向上させるためのグラフィックス・アダプタおよびビデオ・コントローラを含むことが可能な、ディスプレイ・アダプタ112によって、システム・バス113に接続される。一実施形態では、アダプタ107、106、および112は、中間バス・ブリッジ(図示せず)を介してシステム・バス113に接続される、1つまたは複数のI/Oバスに接続することができる。ハード・ディスク・コントローラ、ネットワーク・アダプタ、およびグラフィックス・アダプタなどの周辺デバイスを接続するために好適なI/Oバスは、通常、Peripheral Components Interface(PCI)バスなどのように、共通プロトコルを含む。追加の入力/出力デバイスは、ユーザ・インターフェース・アダプタ108およびディスプレイ・アダプタ112を介して、システム113に接続されるように示される。キーボード109、マウス110、およびスピーカ111は、すべて、たとえば複数のデバイス・アダプタを単一の集積回路に集積するSuper I/Oチップを含むことが可能な、ユーザ・インターフェース・アダプタ108を介してバス113に相互接続される。
当分野で知られるように、アプリケーションは、通常、大容量ストレージ104に格納され、タスクを実行するためのマシン実行可能命令を含む。この実施形態では、各アプリケーションは、プロセッサに関連付けられるか、メモリ250の一部であるか、または必要に応じてオペレーティング・システムによって配置構成されることが可能である。
したがって、図1で構成されるように、システム100は、プロセッサ101の形の処理手段、メモリ・ユニット250および大容量ストレージ104を含むストレージ手段、キーボード109およびマウス110などの入力手段、ならびにスピーカ111およびディスプレイ136を含む出力手段を含む。一実施形態では、システム・メモリ250の一部および大容量ストレージ104は、図1に示された様々なコンポーネントの機能を調整するために、IBM CorporationのAIX(R)オペレーティング・システムなどのオペレーティング・システムを集合的に格納する。
本明細書で示されるように、メモリ・ユニット250は他のコンポーネントを含む。他のコンポーネントは、様々なタイプのメモリ・モジュールを使用する。メモリ・モジュールは、たとえば、DDR、DDR2、およびDDR3を使用するメモリ、ならびに他の技術および物理設計を含む、様々なタイプのRAM、DRAM、SDRAM、およびFBDIMM、MiniDIMM、RDIMM、SODIMM、UDIMM、VLP DIMM、VLP MiniDIMMを含むDIMM、を含む。メモリ・ユニットの設計は常に変化しているため、当業者であれば、このリストがすべてを網羅しておらず、単なる例示であって、システム100で使用するために含めることができるメモリ・モジュールのタイプを制限するものでないことを理解されよう。メモリ・ユニット250の例が、図2に示される。
図2を参照すると、例示的なメモリ・ユニット250は、システム・メモリ・コントローラ251を含む。メモリ・コントローラ251は、システム100内で使用される様々な形のメモリ・モジュールに、制御およびアービトレーションを提供する。この実施形態では、メモリ・コントローラ251は複数の周波数コントローラおよび電圧コントローラを含む。たとえばメモリ・コントローラ251は、対応する第1の電圧コントローラ253を備えた第1の周波数コントローラ252、対応する第2の電圧コントローラ255を備えた第2の周波数コントローラ254という具合に、対応するN番目の電圧コントローラ257を備えたN番目の周波数コントローラ256までを含み、ここでNは、システム100にインストールされたメモリ・モジュールのタイプの数に相関する。
各周波数コントローラ252、254、256は、それぞれの選択可能メモリ・クロック発振器(第1の選択可能メモリ・クロック発振器261、第2の選択可能メモリ・クロック発振器263、およびN番目の選択可能メモリ・クロック発振器265が示されている)に入力を提供する。入力には、周波数選択および発振器出力に関する情報が含まれる。各選択可能メモリ・クロック発振器261、263、265からの出力は、それぞれのメモリ・クロック(第1のメモリ・クロック411、第2のメモリ・クロック421、およびN番目のメモリ・クロック431)に提供される。このようにして、メモリ・クロックが各メモリ・モジュール・グループに提供される。
同様に、各電圧コントローラ253、255、257は、それぞれのメモリ電源に入力を提供する。たとえば第1の電圧コントローラ253は、第1のメモリ電源262に入力を提供する(第2のメモリ電源264およびN番目のメモリ電源266が示されていることに留意されたい)。入力には、動作電圧を選択するため、およびそれぞれのメモリ電圧(図に示されるように、これには第1のメモリ電圧312、第2のメモリ電圧322、およびN番目のメモリ電圧332が含まれる)としての出力を提供するための、情報が含まれる。このようにして、メモリ電圧312、322、332が各メモリ・モジュール・グループに提供される。
図に示されるように、メモリ・ユニット250は複数のメモリ・モジュールを含む。図2では、メモリ・モジュールはグループに含まれているように示される。とりわけ図2では、第1のメモリ・モジュール・グループ311、第2のメモリ・モジュール・グループ321、およびN番目のメモリ・モジュール・グループ331が示される。ユーザは、システム設計者および製造業者によって提供される、所望の数のメモリ・モジュール・グループを含むことが可能である。いくつかの実施形態では、必要に応じて追加のメモリ・ユニット250を追加し、メモリ容量の可用性を強化および拡張することができる。
本明細書では詳細に示していないが、当業者であれば、各メモリ・モジュール・グループ311、321、331が、メモリ出力を提供することを理解されよう。このメモリ出力は、通常、必要に応じて、システム・メモリ・コントローラ251または当分野で知られた他のコンポーネントによって、バス113の電圧および周波数に変換される。
当業者であれば、混合メモリ・タイプを使用するためのシステム100を有することによって、様々な利点が実現可能であることを理解されよう。たとえば、本明細書の教示は、必要に応じて、作業負荷を複数の区画内で実行させることによってシステム性能を強化する。柔軟な構成オプションが提供される。通常は、総合システム・メモリのサブセット内で、最先端の容量または高周波デバイスである最も費用のかかるメモリ・デバイスのみを使用することによって、システム・メモリ全体のコストが削減される。たとえばいくつかの実施形態では、各メモリ・グループに品質係数が割り当てられる(一実施形態では、この割り当てはオペレーティング・システムのバックグラウンドで実行される)。高品質メモリは、品質を要求するアプリケーション用に区分および保持される。この実施形態では、残りのシステム・メモリには、それほど要求の厳しくないアプリケーション用に、より費用のかからない、速度の遅いモジュールが実装される。
しかしながら、従来技術のシステムでは、すべてのメモリ・モジュールが同じ電力境界およびメモリ・クロック発振器に電気的に接続されるため、混合メモリ・タイプを使用することの利点が妨げられる。
異なるメモリ・モジュール・グループに対して別々の電力境界を生成すること、および各グループに対して選択可能なメモリ・クロック発振器周波数を生成することによって、システム100は、混合タイプのメモリ・モジュールを戦略的に選択するように設計される。各メモリ・モジュールのグループには、選択可能な電圧レベルで電力を供給することが可能であり、さらに選択可能なクロック周波数値を有するため、異なるタイプのメモリ・モジュールを実装するための多大な柔軟性が存在する。この柔軟性により、システム100を、最低限のコストで最高の性能を発揮できるように調整することができる。
本明細書の教示に従ったメモリ・ユニット250は、各メモリ・モジュール・グループに対して、別々の電力境界およびメモリ・クロック発振器入力を提供する。典型的な諸実施形態では、各電力境界351、352、353について、電圧レベルおよびメモリ・クロック発振器周波数を選択することができる。好ましくは、各電力境界351、352、353は、使用すべき最大の容量および速度に対処するための設計を提供する。
いくつかの実施形態では、システム・メモリ・コントローラ251は、各電力境界351、352、353について電圧レベルおよびメモリ・クロック周波数を設定する。動作パラメータの設定には、プロセッサ101、オペレーティング・システム、ユーザ・コマンド、および他のコンポーネントのうちのいずれか1つの使用を含むことができる。各電力境界351、352、353についての電圧レベルおよびメモリ・クロック周波数を、システム・メモリ・コントローラ251に設定させるための技法の1つには、選択されたメモリ・モジュール・グループ311、321、331に信号で問い合わせること、および動作特性を決定するために戻された信号を解決することが含まれる。
他の諸実施形態では、システム・メモリ・コントローラ251には、各メモリ・モジュール・グループ311、321、331の動作パラメータを取得するため、およびその情報を手動カスタマイズのためにユーザに提供するための備えがある。他の諸実施形態では、システム100は、あるプロセッサ101とメモリ・モジュール・グループ311、321、331との間に相関関係を与える。
他の諸実施形態では、所与のメモリ・モジュール・グループについて、メモリ・クロック周波数および電圧レベルのうちの1つを選択するか、または選択しないことができる。これら諸実施形態の一部では、システム・メモリ・コントローラ251は、物理アドレスに従ってそれぞれの電力境界の動作態様を決定する。
図3には、メモリ・モジュールを追加するための例示的な方法が提供される。図3では、メモリの追加300が、物理インストールの第1のステップ301を含む。物理インストール301では、通常、ユーザがメモリ・モジュールをモジュール・レセプタクル(図示せず)に挿入する必要がある。第2のステップ302では、システム100がメモリ・モジュールに問い合わせる。第3のステップ303では、システム100が(たとえば、ルックアップ・テーブル、戻された信号、またはアルゴリズムに従って)メモリ・モジュールの動作特性を決定する。第4のステップ304で、動作特性が決定されると、システム100が電力境界に対して周波数および電圧のうちの少なくとも1つを設定する。
コンピュータ・プログラム製品を含むいくつかの実施形態では、コンピュータ・プログラムが、電圧レベルおよびメモリ・クロック周波数を設定するためにメモリのタイプを検知する。これらの諸実施形態の一部では、この検知は、所与のメモリ・タイプのプラグ可能なメモリ・カード上での手段によるなどの「ハード・ワイヤード」である。ハード・ワイヤード手段は、所定の電圧レベルを提供するためにそれぞれの電源に信号を送る。通常、使用可能な電圧レベルは、電源の設計およびこの機能専用の検知回線数によって左右されることになる。
前述のように、諸実施形態は、コンピュータ実装プロセスおよびそれらのプロセスを実施するための装置の形で具体化することができる。例示的な諸実施形態では、本発明は、1つまたは複数のネットワーク要素によって実行されるコンピュータ・プログラム・コードで具体化される。諸実施形態は、フロッピィ・ディスケット、CD−ROM、ハード・ドライブ、または任意の他のコンピュータ読み取り可能ストレージ・メディアなどの、有形メディア内で具体化される命令を含む、コンピュータ・プログラム・コードを含み、このコンピュータ・プログラム・コードがコンピュータにロードされ、コンピュータによって実行された場合、コンピュータは本発明を実施する装置となる。諸実施形態は、たとえば、ストレージ・メディアに格納される、コンピュータにロードされるかまたはコンピュータによって実行されるかあるいはその両方である、あるいは、電気配線またはケーブルを介する、光ファイバを介する、または電磁放射線を介するなどの、何らかの伝送メディアを介して伝送される、コンピュータ・プログラム・コードを含み、このコンピュータ・プログラム・コードがコンピュータにロードされ、コンピュータによって実行された場合、コンピュータは本発明を実施する装置となる。汎用マイクロプロセッサ上に実装された場合、コンピュータ・プログラム・コード・セグメントは特定の論理回路を作成するようにマイクロプロセッサを構成する。
以上、例示的諸実施形態を参照しながら本発明について説明してきたが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更が可能であり、その諸要素を等価物と交換できることを理解されよう。加えて、本発明の不可欠な範囲を逸脱することなく、特定の状況または材料を本発明の教示に適用するために多くの修正が可能である。したがって、本発明は、本発明を実施するために企図された最良のモードとして開示された特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明は、添付の特許請求の範囲の範囲内にあるすべての諸実施形態を含むことになることが意図される。さらに、第1、第2などの用語の使用は、いかなる順序または重要性を示すものでもなく、むしろ、第1、第2などの用語は、要素を互いに区別するために使用される。
コンピューティング・インフラストラクチャの諸態様を示す図である。 混合メモリ・タイプを使用するためのシステム・メモリ制御の一実施形態を示す図である。 混合メモリ・タイプをコンピューティング・インフラストラクチャにインストールするための方法を示す図である。
符号の説明
250 メモリ・ユニット
251 システム・メモリ・コントローラ
252 周波数コントロール1
253 電圧コントロール1
254 周波数コントロール2
255 電圧コントロール2
256 周波数コントロールN
257 電圧コントロールN
261 OSC 1
262 電源1
263 OSC 2
264 電源2
265 OSC N
266 電源N
311 メモリ・モジュール・グループ1
312 メモリ電圧
321 メモリ・モジュール・グループ2
322 メモリ電圧
331 メモリ・モジュール・グループN
332 メモリ電圧
411 メモリ・クロック
421 メモリ・クロック
431 メモリ・クロック

Claims (18)

  1. 複数のメモリ・クロック発振器および複数のそれぞれの電圧コントローラに結合されたシステム・メモリ・コントローラを含む、メモリ・ユニットであって、各メモリ・クロック発振器およびそれぞれの電圧コントローラがメモリ・レセプタクルに結合され、したがって複数のメモリ・レセプタクルを提供し、前記複数のレセプタクル内の各レセプタクルはメモリ・タイプの動作に関する別々の電力境界を有する、メモリ・ユニット。
  2. 前記複数のレセプタクルが、複数のメモリ・タイプを受け取るためのアダプタを備える、請求項1に記載のメモリ・ユニット。
  3. 前記メモリ・タイプが、RAM、DRAM、SDRAM、DIMM、FBDIMM、MiniDIMM、RDIMM、SODIMM、UDIMM、VLP DIMM、VLP MiniDIMM、DDR、DDR2、およびDDR3のうちの少なくとも1つを備える、請求項2に記載のメモリ・ユニット。
  4. 前記システム・メモリ・コントローラが、少なくとも1つのメモリ・クロック発振器および少なくとも1つの電圧コントローラに設定を提供する、請求項1に記載のメモリ・ユニット。
  5. 前記システム・メモリ・コントローラが、手動入力およびオペレーティング・システムからの入力のうちの少なくとも1つを受け取ることによって設定を提供する、請求項4に記載のメモリ・ユニット。
  6. インフラストラクチャにメモリ・ユニットを結合するステップであって、前記メモリ・ユニットは、複数のメモリ・クロック発振器および複数のそれぞれの電圧コントローラに結合されたシステム・メモリ・コントローラを備え、各メモリ・クロック発振器およびそれぞれの電圧コントローラがメモリ・レセプタクルに結合され、したがって複数のメモリ・レセプタクルを提供し、前記複数のレセプタクル内の各レセプタクルはメモリ・タイプの動作に関する別々の電力境界を有する、結合するステップと、
    前記メモリ・ユニットにインストールするために少なくとも2つのメモリ・タイプを選択するステップと、
    前記メモリ・タイプを前記メモリ・ユニットにインストールするステップと、
    を含む、コンピューティング・インフラストラクチャにメモリを提供するための方法。
  7. 前記メモリ・タイプのうちの少なくとも1つの動作電圧を手動で設定するステップをさらに含む、請求項6に記載の方法。
  8. 前記メモリ・タイプのうちの少なくとも1つの動作周波数を手動で設定するステップをさらに含む、請求項6に記載の方法。
  9. アプリケーション用に前記メモリ・タイプのうちの少なくとも1つを保持するステップをさらに含む、請求項6に記載の方法。
  10. 前記インストールするステップが、第1の前記メモリ・タイプを第1の電力境界内にインストールするステップと、第2の前記メモリ・タイプを他の電力境界内にインストールするステップとを含む、請求項6に記載の方法。
  11. 複数のメモリ・クロック発振器および複数のそれぞれの電圧コントローラに結合されたシステム・メモリ・コントローラを含む、メモリ・ユニットであって、各メモリ・クロック発振器およびそれぞれの電圧コントローラがメモリ・レセプタクルに結合され、したがって複数のメモリ・レセプタクルを提供し、前記複数のレセプタクル内の各レセプタクルはメモリ・タイプの動作に関する別々の電力境界を有する、メモリ・ユニットを含む、
    コンピューティング・システム。
  12. 電力境界がプロセッサに関連付けられた、請求項11に記載のコンピューティング・システム。
  13. 電力境界がアプリケーションに関連付けられた、請求項11に記載のコンピューティング・システム。
  14. 複数のメモリ・クロック発振器および複数のそれぞれの電圧コントローラに結合されたシステム・メモリ・コントローラを含む、メモリ・ユニットであって、各メモリ・クロック発振器およびそれぞれの電圧コントローラがメモリ・レセプタクルに結合され、したがって複数のメモリ・レセプタクルを提供し、前記複数のレセプタクル内の各レセプタクルはメモリ・タイプの動作に関する別々の電力境界を有する、メモリ・ユニットに、インストールされたメモリ・タイプを問い合わせるための命令と、
    前記メモリ・タイプを決定するための命令と、
    前記メモリ・タイプに関する前記電力境界の少なくとも1つの動作パラメータを設定するための命令と、
    を含む、マシン読み取り可能メディア上に格納されたマシン読み取り可能コードを含むコンピュータ・プログラム。
  15. 前記設定が、メモリ・クロック周波数の設定を含む、請求項14に記載のコンピュータ・プログラム。
  16. 前記設定が、電圧レベルの設定を含む、請求項14に記載のコンピュータ・プログラム。
  17. 前記メモリ・タイプが、電圧レベルの設定のために信号を提供する、請求項14に記載のコンピュータ・プログラム。
  18. 前記メモリ・タイプが、メモリ・クロック周波数の設定のために信号を提供する、請求項14に記載のコンピュータ・プログラム。
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