TWI237171B - Tree based memory structure - Google Patents

Description

1237171 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明之實施例係有關記憶體架構之領域。更具體而 言，本發明之實施例係有關一種樹狀網路式記憶體架構。 【先前技術】 傳統的電腦系統採用一種在儲存容量的擴充上能力有 限之記憶體架構。傳統的記憶體架構無法支援超過64 GB (gigabytes )的記憶體。數個因素限制了傳統的記憶體架 構擴充超過該上限的能力。限制了記憶體架構擴充能力的 一個重要因素是信號完整性的維持。由於通過有一距離的 導管的信號之正常會發生的失真及衰減，所以傳統的記億 體架構使用中繼器結構來延伸與對一記憶體裝置的定址或 控制有關的一信號可被傳輸的實際距離。 然而’中繼器結構增加了信號的延遲時間，且對總距 離以及因而可支援的一記憶體架構之總容量仍然有一上限 。中繼器結構提高在一信號線性路徑中之一信號的強度。 中繼器結構不容許多於一個通訊通道的扇出數。因而將記 憶體架構的深度限制爲單一層級（亦即，晶片組-中繼器 結構-記憶體裝置）。在一傳統的記憶體架構中，必須一 個一個地傳送經由中繼器結構而被傳送到一記憶體裝置的 要求’這是因爲整個中繼器通道係以單一導管之方式工作 。因此，於傳送一要求時，使用了該導管的整個長度，而 在完成該要求之前禁止任何其他的用途。 -4- (2) 1237171 【發明內容】 本發明揭示了 一種具有一樹狀拓撲之記憶體架構。各 記億體裝置係與各智慧型記憶體集線器配對設置，而該等 記億體集線器係用來服務記憶體存取要求，並管理記憶體 裝置網路中之資料。各記憶體集線器可動態地重新設定網 路拓撲，以便補償故障的裝置、或裝置的加入或移除。該 記憶體架構可支援輸入輸出裝置，且可由多個系統共用該 記憶體架構。 【實施方式】 圖1是使用一連網式記憶體架構的一例示系統（1 00 )之一方塊圖。系統（1 〇〇 )包含電腦系統（102 )。電腦 系統（1 02 )可以是一個人電腦、伺服器、工作站、大型 電腦、或類似的電腦。電腦系統（1 02 )包含一中央處理 單元（Central Processing Unit;簡稱 CPU) (101)，用 以執行在一組電腦可讀取的指令中實施之程式。電腦系統 (]02 )可包含用於多重處理的一些額外之CPU (] 03 )。 CPU ( 101 )被連接到一通訊集線器或通訊晶片組（】05 ) 。通訊集線器（105 )管理 CPU ( 101 )、（ 103 )與記憶 體子系統（130 )、各周邊裝置（109 )、各儲存裝置（ 1 Π )、網路通訊（I 0 7 )、及各類似子系統間之通訊。在 一實施例中，可將通訊集線器（〗〇 5 )分成諸如一南橋晶 片及一北橋晶片等的數個組件，用以將該通訊網路分割於 該等組件之間。 -5- (3) 1237171 在一實施例中’記憶體集線器（]]5 )的一獨立之鍵 路將通訊集線器（105 )連接到記憶體子系統（ι3〇 )。在 另一實施例中，通訊集線器（丨〇 5 )具有通到各別記憶體 集線器的數個獨立之鏈路。在一實施例中，通訊集線器（ 1 〇 5 )管理記憶體子系統（！ 3 〇 )中之該等記憶體集線器的 組態。在另一實施例中，主要係將對一記憶體子系統（ 1 3 0 )的管理分散到該等記憶體集線器本身。通訊集線器 (105)可維護一轉發表（forwarding tabie)，並追縱一 記憶體子系統（1 3 0 )的拓撲。 在一貫施例中’記憶體子系統（1 3 0 )是一樹狀網路 。通訊集線器（1 0 5 )係用來作爲記憶體子系統（1 3 〇 )的 根。通過記憶體子系統（1 3 0 )的通訊住要係以通訊集線 器（】05 )爲起點或終點。通訊集線器（丨〇5 )對記憶體子 系統（130 )產生資源要求，以便服務CPl] ( 1〇1 )、（ 103)，這些服務包括傳送用於記憶體存取的訊息（例如 讀取及寫入命令）、資源擷取（例如，取得連接到記憶體 集線器的裝置之主控權）、以及針對記憶體集線器所要執 行的作業而傳送指令。 記憶體集線器（1 ] 5 )被連接到一組記憶體裝置（n 7 )。記憶體裝置（U 7 )可以是任何類型或組態，其中包 括雙列直插式記憶體模組（D u a 1 I η -1 i n e M e m ο I· y Μ 〇 d u 1 e s ;簡稱DIMMS )、單列直插式記憶體模組（Single In-I i n e M e m o r y Μ o d u 1 e s ;簡稱 S I Μ M S )、靜態機存取記憶 體（S t a t i c R a n d o m A c c e s s M e m o r y ;簡稱 S R A Μ )、同步 (4) 1237171 動態隨機存取記憶體（S y n c h r ο η o u s D y n a m i c R a n d o m Access Memory;簡稱SDRAM)、雙倍資料傳輸速率動態 隨機存取記憶體（Double Data Rate Dynamic Random Access Memory ;簡稱DDR RAM )、以及類似的記憶體裝 置。在被連接到記憶體集線器（1 1 5 )的記憶體裝置的技 術之實際限制範圍內，可將任何數目的記憶體裝置（1 1 7 )連接到記憶體集線器（1 1 5 )。 記憶體集線器（1 1 5 )亦可包含一輸入輸出埠（1 3 1 ) 。可將輸入輸出埠（1 3 1 )用來將周邊裝置（1 1 9 )連接到 記憶體子系統（1 3 0 )。被連接到記憶體集線器（1 1 5 )的 輸入輸出裝置（1 1 9 )可以是記憶體映射式裝置，具有被 指定給該等輸入輸出裝置的或以類似方式與系統（1 00 ) 及及記憶體子系統（1 3 0 )介接的一位址空間。被連結到 記憶體集線器（1 1 5 )的每一裝置（其中包括其他的記億 體集線器（1 3 3 )、輸入輸出裝置（1 1 9 )、及通訊集線器 (]〇5))都具有一獨立的鏈路。一獨立的鏈路是當在兩 個端點之間傳輸或接收訊息時可使用的一點對點鏈路。因 此，記憶體集線器（Π 5 )可經由不同的鏈路（1 3 1 )、（ 1 3 5 )而同時傳輸或接收不相關的訊息。 在一實施例中，記憶體集線器（1 1 5 )可以是一特定 應用積體電路（Application Specific Integrated Circuit; 簡稱A SIC )。記憶體集線器（1 1 5 )可接收訊息中之指令 ，並執行該等指令。視該ASIC的複雜性及處理能力而定 ，記憶體集線器（1 1 5 )可執行的功能可以是特定的或一 (5) 1237171 般性的。例如，記憶體集線器（]1 5 )可執行將記憶體裝 置（1 1 7 )的內容重新排序或對記憶體裝置（1 1 7 )中儲存 的資料執行一計算或操縱之一組指令。在一實施例中，記 憶體集線器（Π 5 )使用區域記憶體裝置（1 1 7 )的一部分 作爲一 ''暫時性記憶體〃 （'、s c r a t c h m e m 〇 r y 〃 ），用以 完成所指定的作業。在一實施例中’被傳送到記憶體集線 器（115)的指令使用多相編碼（multiphasic encoding) 方法。可將記懷體集線器（1 1 5 )設計成執行範圍自對記 憶體中的資料執行諸如矩陣運算等複雜的運算至只有最少 的記憶體資源存取工作之一些工作。 在一實施例中’可將記憶體集線器（1 1 5 )連接到任 何數目之額外的記憶、Μ胃線§1 °這些額外的記憶體線器 可以是姐記億體集線益（】1 5 )相问的 A S IC組件。适些 額外的記億體集線器可具有通到諸如周邊裝置（1 1 9 )及 其他記憶體集線器（1 1 5 )等的每一連接的裝置之獨立鏈 路。通到其他記憶體的鏈路亦可包含若干冗餘鏈路（1 2 1 )。冗餘鏈路（1 2 1 )可容許對記憶體子系統（1 3 0 )執行 重新設定，以克服有缺陷的或故障的記憶體集線器、鏈路 、或記億體裝置。該重新設定作業重新設定路線傳送進出 受影響的組件之訊息，並自記憶體子系統（]3 0 )的網路 拓撲移除該等組件。在一實施例中’係改變每一記憶體集 線器及通訊集線器（1 〇5 )所保存的轉發表，而完成重新 配置資料（r e 1· 〇 u t i n g )。可使用支援點對點通訊的任何實 體架構（其中包括光媒體、軟性纜線、印刷電路板、及類 -8- (6) 1237171 似'的技術）來實施各記憶體集線器間之鏈路。 在一實施例中，各記憶體集線器係在一樹狀拓撲中相 互連接°該樹狀拓撲的根可以是一記憶體集線器（n 5 ) 或通訊集線器（1 〇 5 )。在一實施例中，可將通訊集線器 (1 0 5 )用來作爲該樹狀網路的根，並藉由指示該等記億 體集線器的組態而主動地管理記憶體子系統。在另一實施 例中’巧、體子系統（i 3 〇 )的作用對通訊集線器（1 〇 5 ) 而言是透通的。通訊集線器（1 〇 5 )可只將記憶體及資源 要求傳送到〜主要記憶體集線器（1 1 5 )，而該主要記憶 體集線器（1 1 5 )管理記憶體子系統（i 3 0 )，或以一分散 式管理架構的一部分之方式作業。可將一通訊集線器（ 1 〇 5 )直接親合到一個以上的記憶體集線器（n 5 )。 一樹狀拓撲是一種具有一根節點之拓撲，該根節點在 任何層級的扇出下分支出去到若干支節點及若干葉節點， Μ等支節點及某節點該根節點可能是任何數目的層級。在 另一實施例中，該網路的拓撲是一網狀、混合式、或類似 的拓撲。該網路的拓撲可是是循環式或非循環式。一非循 環式實體記憶體子系統拓撲將在各記憶體集線器中包含週 期k查或有向連輯拓撲，以避免在循環路徑中傳送訊害。 雖然該拓撲可如前文所述而通常爲樹狀結構，但是亦 可使用冗餘鏈路來提高可靠性，並縮短各記憶體集線器間 之通訊延遲時間。在一實施例中，該拓撲包含一樹狀結構 中之多個層級。係由通到通訊集線器（】〇5 )或根節點的 路徑之長度來決定每一層級。例如，記憶體集線器（】】$ (133) (7) 1237171 )是在該拓撲的一第一層級中，而記憶體集線器 是在該拓撲的一第二層級中。在該樹狀結構的較值 之sfi fe、體集線器及記憶體裝置（亦即最接近根節點 組件）具有最短的延遲時間，而在最高層級中之拼 體集線器及記憶體裝置具有最長的延遲時間。 因此’可將記憶體子系統（1 3 〇 )之組態設定 資料使用的重要性或頻度及一記憶體集線器的層級 記憶體使用的優先順序。可將最常被存取的資料放 低之層級，而將較不常被存取的資料放置在該拓撲 之層級。因此，可在較短的延遲時間下擷取經常使 料’且可在比經常使用的資料較長的延遲時間下擷 經常使用的資料。該拓撲將支援大於64 GB的記 量。甚至較高階層中之資料的延遲時間也小於在諸 、光碟、或類似媒體等的固定或抽取式儲存裝置中 資料之擷取時間。因此，整體系統（1 〇〇 )的擷取 只具有單一層記憶體及64 GB或更小的較小容量 系統有所改善，這是因爲可將更多的資料儲存在記 系統，減少了對其存取時間的數量級係大於記憶體 固定或抽取式媒體之存取，而且因爲可按照使用的 將記憶體儲存單元排序，因而以類似快取記憶體之 善存取時間。

在一實施例中，各記億體集線器間之鏈路可包 橋接兩個或更多個基本樹狀結構記憶體子系統之 ]2 3 )。可將橋接鏈路（]2 3 )用來將額外的C P U ^階層中 3的這些 5些記憶 成根據 :而安排 :置在較 的較高 用的資 取較不 憶體容 如硬碟 儲存的 時間比 之傳統 憶體子 存取的 頻度而 方式改 含用來 鏈路（ (12 5) -10- (8) 1237171 及電腦系統（1 4 1 )連網到電腦系統（1 02 )。橋接可讓多 個系統共用記憶體空間、位址空間、及系統資源。不具有 一橋接鏈路（I 2 3 )的系統（1 0 〇 )中使用的基本樹狀訊息 發送系統及轉發架構擴充，以便對一被橋接的系統（1 0 0 )進行作業。在一實施例中，可將每一通訊集線器用來作 爲一根節點，且每一通訊集線器維護冗餘的拓撲資料。在 另一實施例中，一單一的通訊集線器變爲一主控通訊集線 器，且其他的通訊集線器是執行所指定的功能以維護記億 體子系統（1 3 0 )之從屬裝置。在又一實施例中，係將管 理分散到所有的記憶體集線器及通訊集線器。在一實施例 中，各記憶體集線器可使用任何訊息發送協定或任何組指 令而在彼此之間進行通訊。該記憶體集線器中之各 ASIC 被設計成解譯訊息格式並執行訊息中包含的任何指令。在 一實施例中，訊息可能是經過格式化的封包、或類似的訊 息。在另一實施例中，訊息可以是諸如中斷等簡單的信號 。在一實施例中，記憶體集線器與通訊集線器（1 05 )間 之通訊使用多相編碼、語言字組式通訊協定、或類似的通 訊協疋。 圖2 a疋各g己憶體集線器處理系統（】〇 〇 )中之初始 化訊息之一流程圖。係該系統開機、重新開機、或類似事 件時進行該初始化階段。可以電腦系統（1 02 )中之通訊 集線器（1 〇 5 )開始該初始化階段。如果發生了一錯誤， 或如果改變了記憶體子系統（1 3 0 )的組態，則一電腦系 統（1 02 )開始一初始化。如果偵測到組態中之一改變， -11 - (9) 1237171 則電腦系統（1 02 )可開始一重新初始化階段，以便決定 已發生的該新組態。例如，記憶體子系統（1 3 0 )支援組 件的 ''熱插入〃或組件的 '、移除〃。爲了支援、、熱插入〃 及動態組態重新設定，可將資料冗餘地儲存在記憶體子系 統（1 3 0 )中之多組記憶體裝置（} ] 7 )。記憶體子系統（ 1 3 〇 )支援一單一邏輯位址的多個實體記憶體位置。在另 一實施例中，可由一記憶體集線器開始該初始化階段。 於系統（1 00 )開機時，通訊集線器（1 05 )或記憶體 集線器（1 1 5 )產生一初始化訊息。在步驟（2 0 1 )中，該 訊息被傳送到記憶體子系統（1 3 0 )的第一階層中之各記 憶體集線器。該訊息可具有任何格式。在步驟（2 0 3 )中 ’該訊息促使每一接收的記憶體集線器產生一將要被傳送 到該訊息的發出者之一回應訊息。該回應訊息包含與產生 該回應訊息的記憶體集線器有關之基本組態資訊。該訊息 中包含的資訊可包括指定給與一記憶體集線器連接的記憶 體裝置之位址空間、記憶體裝置類型及特性、記憶體集線 器的埠資訊、鄰近記憶體集線器資訊、拓撲資訊、以及類 似的資訊。在一實施例中，每一記憶體集線器在初始化階 段期間獨立地將一位址空間指定給其本身。通訊集線器可 仲裁有衝突的指定，或各記憶體集線器實施一用來解決衝 突的分散式仲裁機制。在另一實施例中，通訊集線器以_ 種集中制之方式將位址空間指定給每一記憶體集線器或記 憶體裝置。各記憶體集線器可包含電氣可抹除可程式唯言賣 記憶體（EI e c t r i c a 11 y E r a s a b 1 e a η d P r 〇 g 】· a m 】n a b 1 e R e a d -12- (10) 1237171 Ο η 1 y M e m o r y ;簡稱E E P R 〇 Μ )或類似的儲存裝置，用以 在縱使系統（1 〇〇 )關機時仍能保存組態資料。 在一實施例中’係於步驟（2〇5 )中將回應訊息傳送 到發出初始化要求的裝置。係經由傳送該初始化訊息的裝 置傳送該回應訊息。在一實施例中，在傳送了該回應訊息 之後，記憶體集線器在步驟（207 )中將該初始化訊息轉 發給其鄰近的記億體集線器（亦即被一鏈路直接連接到該 記憶體集線器的那些記憶體集線器），但並不轉發給原先 將該初始化訊息傳送到該記憶體集線器的鄰近的記憶體集 線器）。在另一實施例中，該記憶體集線器係在該回應訊 息產生之同時或之前轉發該初始化訊息。記憶體集線器可 在被轉發的訊息中包含用來識別其本身的資料，以便在該 初始化訊息中建立其中包括先前轉發該訊息的每一記憶體 集線器之一儲存的路徑，因而接收該訊息的次一記憶體集 線器知道用來將其接收的所有回應訊息傳送回發出的裝置 之路徑。在另一實施例中，每一記憶體集線器追蹤先前傳 送到鄰近記憶體集線器的初始化訊息，以便等候一送回的 回應。針對每一送出的訊息而追蹤的資訊包括該訊息的轉 發資訊，例如要求起源的埠、該訊息的一識別標記、及類 似的資訊。 每一鄰近的記憶體集線器接收到被轉發的初始化訊息 。該鄰近的記憶體集線器然後在步驟（2 0 9 )中產生其中 包含組態資料及與該鄰近的記憶體集線器及其連接的記憶 體裝置有關的類似資料之一回應訊息。該回應訊息亦可包 -13 - (11) 1237171 含Ϊ旨定給與一記憶體集線器連接的各記憶體裝置之位址空 間®匱I '記憶體裝置類型及特性、該記憶體集線器的埠資 訊、鄰近的記憶體集線器資訊、拓撲資訊、以及類似的資 訊。 在步驟（2 1 1 )中，每一鄰近的記憶體集線器將其回 應、訊肩、傳送到先前將初始化訊息轉發給該鄰近的記憶體集 線器之記憶體集線器，以便最後將回應訊息傳送到原先發 出該初始化訊息的裝置。每一鄰近的記憶體集線器在步驟 (21 3 )中決定其是否爲—葉記憶體集線器（leaf hub )( 亦即除了傳送初始化訊息的記憶體集線器之外並物任何鄰 近的記憶體集線器之記憶體集線器）。如果該鄰近的記憶 體集線器是一葉記憶體集線器，則本程序終止於步驟（ 2 1 7 ) ^然而，如果該鄰近的記憶體集線器有其本身的鄰 近之記憶體集線器，則該鄰近的記憶體集線器在步驟（ 2 1 5 )中將初始化訊息轉發給每一其鄰近的記憶體集線器 。重複該程序，直到所有的記憶體集線器都已接收到該初 始化訊息且都已傳送一回應訊息爲止。 圖2 b是在初始化程序期間處理送入的訊息之一流程 圖。在步驟（2 5 I )中，係經由一獨立的鏈路而自一鄰近 的記憶體集線器接收該訊息。當任何記憶體集線器接收到 一送入的訊息（亦即來自另一記憶體集線器且目標爲發出 的裝置之一回應訊息）時，該記憶體集線器分析該訊息， 以便與其鄰近的記憶體集線器及記憶體子系統（1 3 〇 )的 拓撲有關之資訊加入其本身的區域資訊。 -14 - (12) 1237171 在步驟（2 5 3 )中，該記憶體集線器檢查送入的訊息 ，以便記錄與先前產生該回應訊息的記憶體集線器有關之 組態資料、以及該送入的訊息中記錄的與其他記憶體集線 器或記憶體子系統（1 3 0 )的拓撲有關之任何資料。在一 實施例中，處理該回應訊息的每一記憶體集線器將資料加 入與已取得該訊息的路徑有關之訊息，因而該訊息包含用 來識別位於該樹狀結構的記憶體子系統的根節點與先前產 生該回應的記憶體集線器之間的各記憶體集線器之完整路 徑資訊。處理該訊息的每一記憶體集線器可將該資料用來 識別每一記憶體集線器保存的網路拓撲。 在將該資料記錄在該訊息且改變該訊息以便包含任何 額外的資料之後，該記憶體集線器在步驟（2 5 5 )中向原 先發出該初始化訊息的目標裝置轉發該訊息。該記憶體集 線器使用其接收該初始化訊息時所儲存的追蹤資訊來決定 要將該訊息傳送到其哪些鄰近的記憶體集線器。該程序連 同送出訊息發送程序將充分的拓撲資料提供給每一記憶體 集線器，以便在該樹狀結構的''分支〃中進行的初始化之 後處理訊息。在一實施例中，通訊集線器（1 0 5 )搜集所 有的回應資料，並可表示出記憶體子系統（1 3 0 )的整個 拓撲。通訊集線器（1 0 5 )亦可產生一組的組態訊息，用 以將完整的拓撲資訊傳送到每一記憶體集線器，或重新設 定該拖撲的組態或重新設定該記憶體集線器的設定値。 可根據記憶體使用率、資料類型、與該資料及類似的 分組相關聯的應用之類型，而將沿著一組層或類似的組態 -15- (13) 1237171 上的各指定路徑將資料分組，以便將記憶體子系統（n 〇 )的組織最佳化。在一實施例中，可在記憶體子系統（ 1 30 )中組織資料，以便可將相關的資料儲存在多個記億 體集線^&中。如果存取該資料的一部分，則該等記憶體集 線器可將訊息傳送到其他的記憶體集線器，以便指示該存 取是否也包含與那些記憶體集線器相關聯的記憶體裝置中 儲存的資料。在一實施例中，可根據各記憶體集線器的存 取延遲時間而在該等記憶體集線器中組織資料。可將經常 被存取的資料儲存在具有較低存取延遲時間的記憶體集線 器（較低層的記憶體集線器）。其中包括被存取資料的快 取儲存之一存取要求可送回跨越多個記憶體集線器之資料 。在另一實施例中’可根據與一記億體集線器相關聯的記 I思體裝置類型（例如D D R R A Μ、S D R A Μ、或類似的裝置 )將資料分組，而將記憶體子系統（1 3 0 )的組織最佳化 〇 圖3是各記憶體集線器在正常作業期間處理訊息的 程序之一流程圖。典型的作業包括讀取及寫入作業、以及 對輸入輸出裝置（Π 9 )進行的輸入及輸出作業。係在該 記憶體子系統的較低層級中之通訊集線器（]〇 5 )與該等 記憶體集線器之間傳送大部分的訊息。係以來自通訊集線 器（1 〇 5 )的資源要求之方式發出大部分的訊息，並自該 等記憶體集線器產生回應訊息。 在步驟（3 0 1 )中，每一記憶體集線器可經由一獨立 的鏈路或通道而自另一記憶體集線器或通訊集線器（]〇 5 -16- (14) 1237171 )接收一訊息。在步驟（3 0 3 )中，該記憶體集線器檢查 該訊息，以便決定該訊息或所要求資訊的目標位址是否符 合該記憶體集線器所管理的記憶體裝置（1 1 7 )之位址空 間範圍。如果該訊息的目標爲該記憶體集線器，則該記億 體集線器識別所要執行的作業之類型。該記憶體集線器然 後在步驟（3 0 5 )中處理該要求。要求可包括該記憶體集 線器存取與其耦合的記憶體裝置之記憶體存取要求。該訊 息亦可包含該記憶體集線器將要執行的一組指令。要求訊 息亦可向該記憶體集線器的一埠要求資料。在一實施例中 ，一記憶體集線器可延遲記憶體存取或埠資料要求。可延 遲自記憶體子系統（1 3 0 )中之任何點、通訊集線器（1 05 )、或其他電腦系統發出的記憶體或資料存取要求，以便 維持開放的通訊鏈路。因而可使各記憶體集線器間之通訊 保持開放，以供一記憶體集線器擷取所要求的資料或針對 所接收的要求而執行一作業時之用。 當該記憶體集線器完成了其對該要求的處理時，該記 憶體集線器可在步騾（3 0 9 )中產生一回應訊息。係根據 該記憶體集線器所執行的作業類型，而產生一回應訊息。 例如，寫入作業可能不需要來自該記億體集線器的任何回 應訊息。然而，讀取作業可能需要產生其中包含所要求的 資料之一回應訊息。 如果產生了 一回應訊息，或者如果該要求訊息的目標 是另一記憶體集線器，則該記憶體集線器在步驟（3 0 7 ) 中檢查該訊息的目標位址，以便決定如何轉發該訊息。在 -17 - 1237171 (15) 初始化階段之後，每一記憶體集線器具有被儲存在A S 1 C 中之一儲存裝置中之或被儲存在記憶體裝置（117)中之 整個記憶體子系統（1 3 0 )的樹狀結構的該記憶體集線器 的分支之拓撲資訊。該記憶體集線器可利用該拓撲資料來 產生一轉發表或類似的結構，以便表示出與該記億體集線 器的每一輸出埠相關聯之位址。當一訊息到達並非該記憶 體集線器的目標之裝置時，使用該轉發表來表較目標位址 或資源識別瑪，以便決定用來轉發該訊息的輸出埠。然後 在步驟（3 1 1 )中，在該輸出埠上轉發該訊息。在每一記 憶體集線器上進行該程序，直到一訊息到達其目標爲止。 本程序適用於送入的訊息（亦即目標爲一根記憶體集線器 (5 )或通訊集線器（1 〇 5 )的訊息）及送出的訊息（亦 即自通訊集線器（1 0 5 )傳送到一記憶體集線器的訊息） 。在一實施例中，一回應訊息可以是用來指示已完成一工 作（例如一寫入要求、或一組指令的執行、或類似的要求 )的一中斷或類似的信號。同樣地，一記憶體集線器或記 憶體子系統（1 3 0 )可使用一中斷或類似的信號來指示一 δ己I思目豆位址被存·取來協助安全應用及除錯應用。一通$集 線器（】05 )、或電腦系統（1 4 I )、或或其他的記億體集 線器、或類似的系統可處理記億體子系統（1 3 0 )所產生 的中斷。 在一實施例中，記憶體子系統（1 3 0 )支援動態地偵 測及關閉故障的記憶體集線器或記憶體裝置。此種方式改 善系統（]0 0 )的可靠性及執行時間。在偵測到一組件的 -18 - 1237171 (16) 一錯誤或無回應時，一故障的記憶體集線器及記憶體單元 、或一無回應的單元之一鄰近單元可產生一錯誤訊息。在 一實施例中，可將該錯誤訊息傳送到通訊集線器（1 〇 5 ) 。通訊集線器（10 5)然後可將重新設定組態訊息傳送到 其餘的記憶體集線器，以便重新設定訊息的網路繞送之組 態’直到取代故障的單元爲止。通訊集線器（1 〇 5 )亦可 將系統（1 〇 〇 )重新初始化，以便使該重新設定組態發生 作用。 在〜實施例中，通訊集線器（1 0 5 )或記憶體集線器 可支援廣播訊息。廣播將一訊息傳送到每一鄰近的記憶體 集線器’但不傳送到先前將該訊息傳送到通訊集線器（ 1 05 )或記憶體集線器的一鄰近的記憶體集線器。係於記 憶體子系統（1 3 0 )的初始化或重新初始化期間使用廣播 。於分散式重新設定組態期間亦可使用廣播，以便將組態 的改變通知所有的記憶體集線器。在另一實施例中，可將 廣播用來傳送其中包含將由每一記憶體集線器執行的指令 之訊息、或類似狀況中之訊息。例如，可針對一資料項目 或參數而使用一廣播訊息來搜尋所有的記憶體裝置或一組 記憶體裝置。當一記憶體集線器在其相關聯的記憶體裝置 找到所要求的項目時，該記憶體集線器可產生一將被傳送 到該廣播訊息的發出者之一回應訊息。此種方式可平行搜 尋記憶體子系統（]3 0 )中之各記憶體裝置。 系統（I 〇 〇 )是一種可容許記憶體的無限擴充且同時 維持信號的完整性及存取延遲時間管理之分散式系，統。因 - 19- (17) 1237171 爲記憶體子系統（1 3 Ο )中之作業係以經由各獨立的通訊 鏈路而在各記憶體集線器之間進行點對點訊息傳送之方式 操作，所以維持了信號的完整性。訊息的點對點通訊可進 行錯誤檢查，並可在各點之間重新傳輸已知的訊息，而取 代了以中繼器結構在一長的導管路徑上將信號升壓。系統 (1 0 0 )亦可容許多個處理器系統共用一較大的記憶體空 間。系統（1 0 0 ) —適用於諸如桌上型電腦等的獨立機器 。系統（1 〇 〇 )可以有冗餘的路徑，並可以冗餘之方式儲 存資料，因而改善了可靠性及正確性。系統（1 00 )支援 在各電腦、共用系統（1 00 )的各應用程式或各作業系統 之間分割記憶體，而有助於安全功能。可針對單一電腦的 使用、應用程式的使用、或一組應用程式的使用而指定各 分割區。亦可將記憶體的一分割區或一部分加密，以便使 其不會受到未經授權的使用。同樣地，系統（1 0 0 )支援 各記憶體集線器間之加密通訊、以及與根記憶體集線器間 之加密通訊。在一實施例中，系統（1 0 0 )支援訊息發送 的追蹤，而有助於除錯，並可被安全應用程式所使用。在 一實施例中，每一記憶體集線器以及與一記憶體集線器相 關聯的位址空間可具有由該記憶體集線器所強制執行的安 全存取限制。安全限制可能只容許一特定的提出要求之使 用者、應用程式、或系統進行存取。在另一實施例中，記 憶體集線器可根據一安全金鑰、密碼、或類似的機制而限 制存取。可追蹤未經授權的存取，並可產生中斷信號，以 便將任何安全違反或企圖的安全違反向一系統或通訊集線 -20- (18) 1237171 器（105 )警示。 在前文的說明書中，已參照本發明的一些特定實施例 而說明了本發明。然而，顯然可在在不脫離最後的申請專 利車E圍述及的本發明實施例的廣義精神及範圍下，對本發 明作出各種修改及改變。因此，應將本說明書及圖式視爲 舉例說明，而非對本發明加以限制。 圖式簡單說明 前文中已參照各附圖而以非限制的舉例方式說明了本 發明的各實施例，在這些附圖中，相同的代號指示類似的 兀件。請注意，在本發明的揭示事項中提及 '、一 〃或、、一 個〃實施例時，並不必然意指相同的相同的實施例，且可 能意指至少一個實施例。 圖1是具有一連網式記憶體架構的一系統之一方塊 圖。 圖2a是一送出的初始化階段之一流程圖。 圖2 b是一送入的初始化階段之一流程圖。 圖3是一連網式記憶體架構中之各記憶體集線器的 一訊息傳送程序之一流程圖。 主要元件符號說明 1 0 〇 系統 ]0 2，]4 ] 電腦系統 - 21 - 1237171 (19) 103, 1 2 5 中 央 處 理 單 元 1 05 通 訊 集 線 器 1 07 網 路 通 訊 109 周 邊 裝 置 111 儲 存 裝 置 115, 133 記 憶 目豆 集 線 器 117 記 憶 體 裝 置 12 1 冗 餘 鏈 路 130 記 憶 體 子 系 統 13 1 輸 入 輸 出 埠 13 1， 135， 123 鏈 路 -22-

Claims (1)

1. (1) 1237171 拾、申請專利範圍 1 . 一種具有網路式記憶體結構之裝置，包含： 一第一記憶體元件，用以儲存資料； 被耦合到至少一個記憶體元件之一第一集線器，該集 線器係用來處理對該第一記憶體元件的記憶體存取要求； 被一點對點鏈路耦合到該第一集線器之一第二集線器 ，該第二集線器係用來處理對該一第二記憶體元件的記憶 體存取要求；以及 該第二記憶體元件係用來儲存被耦合到該第二集線器 之資料。 2. 如申請專利範圍第1項之裝置，進一步包含： 被耦合到一第三記憶體元件及該第一集線器之一第三 集線器，該集線器係用來處理對該第三記憶體元件的記憶 體存取要求；以及 該第三記憶體元件係用來儲存被耦合到該第三集線器 之資料。 3. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該第一集線 器係用來分析一記憶體存取要求，並決定一輸出瑋，且將 該記憶體存取要求轉發給該輸出埠。 4. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中該第一集線 器處理一訊息中接收的一組指令。 5. 一種具有網路式記憶體結構之系統，包含： 在一樹狀拓撲中被設定組態的一組集線器；以及 一組記憶體元件，每一記憶體元件被耦合到一單一的 - 23- (2) 1237171 集線器。 6. 如申請專利範圍第5項之系統，其中係將一位址 空間指定給每一集線器。 7. 如申請專利範圍第6項之系統，其中每一集線器 分析一記憶體存取要求，以便決定該記憶體存取要求是否 適用於該集線器的被指定之位址空間。 8. —種計算系統，包含： 一第一中央處理單元； 一第二中央處理單元； 一第一通訊集線器，用以管理該第一中央處理單元、 該第二中央處理單元，與一第一記憶體子系統間之通訊， 其中該第一記憶體子系統被耦合到該第一通訊集線器 ，且該第一記憶體子系統包含被配置在一樹狀拓撲中之第 一組集線器；以及 一組記憶體元件，每一記憶體元件被耦合到一集線器 〇 9. 如申請專利範圍第8項之系統，進一步包含： 一第二中央處理單元； 一第二通訊集線器，用以管理該第二中央處理單元與 一第二記憶體子系統間之通訊， 其中該第二記憶體子系統被耦合到該第二通訊集線器 ，且該第二記憶體子系統包含第二組集線器；以及 一鏈路，用以將該第二記憶體子系統連接到該第一記 憶體子系統。 一 24- (3) 1237171 10. 如申請專利範圍第8項之系統，其中該組記憶 體元件包含超過64 GB (十億位元組）的儲存空間；以及 其中該組記憶體元件是一組隨機存取記憶體模組。 11. 如申請專利範圍第8項之系統，其中該第一記 憶體子系統包含在各集線器之間的若干冗餘鏈路。 12. 如申請專利範圍第8項之系統，其中該等集線 器包含被锅合到一輸入輸出裝置之一輸入輸出i阜。 1 3 . —種管理記憶體之方法，包含下列步驟： 將一初始化訊息傳送到一第一記憶體集線器； 傳送一回應訊息，該回應訊息包含該第一記憶體集線 器的組態資料；以及 將該初始化訊息轉發給一第二記憶體集線器。 14.如申請專利範圍第1 3項之方法，進一步包含下 列步驟： 由該第一記憶體集線器分析來自該第二記憶體集線器 的一回應訊息。 1 5 .如申請專利範圍第1 3項之方法，其中該回應訊 息包含與被耦合到該第二記憶體集線器的一記憶體元件有 關之資料。 16. 如申請專利範圍第1 4項之方法，進一步包含下 列步驟： 將一回應訊息中接收到的與一第二集線器有關之資料 儲存在該第一記憶體集線器。 17. 如申請專利範圍第13項之方法，進一步包含下 -25- (4) 1237171 列步驟： 將來自一第二集線器的回應訊息轉發給一初始化訊息 的原始發出元件。 ]8 . —種管理記憶體之方法，包含下列步驟： 由一第一記憶體集線器分析一資源要求訊息； 決定該第一記憶體集線器是否可服務該資源要求；以 及 如果該第一記憶體集線器無法服務該要求，則將該資 源要求訊息轉發給一第二記憶體集線器。 1 9.如申請專利範圍第1 8項之方法，進一步包含下 列步驟： 由該第一記憶體集線器服務該資源要求訊息。 2 0.如申請專利範圍第1 8項之方法，進一步包含下 列步驟： 將一回應訊息傳送到該資源要求訊息的一原始發出者 〇 2 1.如申請專利範圍第2 0項之方法，其中該回應訊 息包含所要求的資料。 22 . —種具有網路式記憶體之裝置，包含： 將資料儲存在一資料儲存網路之一構件； 擷取該資料儲存網路中之資料之一構件；以及 決定該資料儲存網路中之資料的位置之一構件。 23 .如申請專利範圍第22項之裝置，其中該資料儲 存網路具有一樹狀拓撲。 -26- (5) 1237171 24.如申請專利範圍第2 2項之裝置，進一步包含： 設定該資料儲存網路的組態之一構件。 2 5. —種機器可讀取的媒體，該機器可讀取的媒體中 儲存有若干指令，而當執行該等指令時，該等指令使一機 器執行一組作業，該組作業包含： 由一第一記憶體集線器分析一資源要求訊息； 決定該第一記憶體集線器是否可服務該資源要求；以 及 如果該第一記憶體集線器無法服務該要求，則將該資 源要求訊息轉發給一第二記憶體集線器。 2 6.如申請專利範圍第2 5 項之機器可讀取的媒體， 包含若干進一步的指令，而當執行該等指令時，該等指令 使該機器執行一組作業，該組作業進一步包含： 由該第一記憶體集線器執行一組指令。 2 7.如申請專利範圍第2 5 項之機器可讀取的媒體， 包含若千進一步的指令，而當執行該等指令時，該等指令 使該機器執行一組作業，該組作業進一步包含： 將被耦合到該第一記憶體集線器的一第一記憶體元件 中儲存的資料移到被耦合到一第二記憶體集線器的一第二 記憶體元件。 - 27-