TWI412994B - 組態混合式硬碟驅動之非揮發性記憶體的方法 - Google Patents

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Description

組態混合式硬碟驅動之非揮發性記憶體的方法
本發明概有關於一種混合式硬碟組態設定作業。特別地，本發明是有關於非揮發性記憶體，以及其運用於一硬碟機而作為一混合式碟機之一部分的使用方式。
一般說來，一電腦之中央處理單元(CPU)的處理速度比起一電腦之硬碟機(HDD)的存取速度更快速地提高。此一CPU與HDD間之速度的溝隔會造成應用程式延遲，並且也會因HDD過度自旋而導致用電量增加。一種混合式碟機係一針對於此一速度溝隔的電腦硬碟機組態。在一混合式碟機裡，是利用非揮發性記憶體來補足自旋硬碟機，以藉由使用較快速的記憶體而供以更快速地開機(boot)與重新啟動，並且藉由較頻繁地將該HDD之軸旋馬達保持在閑置模式下以供較低的耗電量。此一混合式碟機組態對於像是行動電腦或其他行動計算裝置之電池操作式電腦系統而言會特別地有利。
底下將說明一種簡化的已知混合式碟機組態。現參照第1A圖，該圖顯示一已知混合式碟機組態100，其中實體性地加入一非揮發性記憶體(NVM)快取102作為一HDD 104的一部分，以儲存頻繁使用區段而供快速開機與重新啟動時間。該具有其板上NVM快取102之HDD 104係經放置在一系統機板，或是主機板，106上。此一方式通常可由該電腦之作業系統所支援。
現參照第1B圖，此圖顯示另一已知混合式碟機組態110，其中一NVM快取112係經直接地供置在一電腦之系統機板114上，並且透過該系統機板114以與一HDD 116相通聯。若是將整個作業系統(O/S)載入到該NVM 112之內，則可自該快取直接地進行開機處理。
在第1A及1B圖各者裡，對於該非揮發性記憶體快取而言，目前是建議一128 MB的最低值。可藉由一嵌入式快閃碟機，利用具現有HDD控制器之NAND快閃記憶體晶粒或是具有一專屬NAND控制器之NAND快閃記憶體的單晶片解決方案，而在一混合式HDD中以實作出該非揮發性記憶體。
在1998年7月7日授予Auclair等人之美國專利第5,778,418號案文中即教示利用一常用記憶體控制電路，藉以調解作業系統對一含有一快閃電子可擦拭可程式化唯讀記憶體系統及一旋轉硬碟機記憶體之經合併大量儲存系統的存取。
然而，無法將這些方式運用於現有的電腦硬體設定。第1A圖之組態需要進行硬碟機升級，其中具有NVM之新式經修改硬碟機具有一唯一形式因數，並且需要一唯一介面。第1B圖的組態需要一系統機板升級，然可使用一傳統HDD。在美國專利第5,778,418號案文中所教示之方式需要按一常用記憶體控制器電路之形式的額外硬體。在所有的這些方式裡，該NVM記憶體僅專屬於用來作為一非揮發性硬碟機快取，並且不易於更換或升級。
有些作業系統可供以產生一「開機碟片」。這通常是在一用於一自旋碟機(軟碟機、CD或DVD)之可移除媒體上所完成，這可僅存留一O/S開機部分的子集合以供緊急目的使用，而無法留存整個O/S。通常，在該用於一自旋碟機之可移除媒體上並未遺留空間以作為該硬碟機的非揮發性快取。此外，由於其目的係為運用於一自旋碟機內，從而這種開機碟片方式並未解決因自旋馬達所引起的較低存取速度與較高耗電量問題。
在一廣泛特點裡，本發明提供一種在一具有一硬碟機、一O/S及一BIOS之電腦系統中，對一NVM進行組態設定的方法。該方法包含如下步驟：接收一對於該NVM之混合式碟機模式的使用者選擇；回應該使用者選擇，將該O/S之開機部分拷貝至該NVM；以及指派該硬碟機(HDD)及該NVM作為該電腦系統的一邏輯混合式碟機。
例如，該NVM係一非揮發性HDD快取。有利地，在該接收使用者選擇的步驟之前，該方法可進一步包含組態設定該NVM以於一正常儲存模式下操作。該指派步驟可包含：將該HDD及該NVM指派予一邏輯混合式可開機碟片；修改可開機碟片區段及位址對映以納入該NVM；或者修改該BIOS，以將該NVM識別為該非揮發性HDD快取。
在一其中該NVM含有第一及第二NVM模組的情況下，該方法可進一步包含：將該O/S之開機部分拷貝至該第一NVM模組並且定義該邏輯混合式碟機以納入該第一NVM模組，藉以在該混合式碟機模式下操作該第一NVM模組；以及當該第一NVM模組在該混合式碟機模式下操作時，在一正常儲存模式下操作該第二NVM模組。
有利地，可回應一該NVM之混合式碟機模式終結條件，像是NVM斷接或移除，停用該混合式碟機模式。在此停用步驟之後，可自該經定義邏輯混合式碟機移除該NVM，並且可修改該可開機碟片區段及位址對映，藉以移除該NVM。
在另一特點裡，本發明提供一種電腦系統，其中含有一HDD、一NVM、一O/S及一BIOS。該電腦系統包含一儲存有多項命令及指令的機器可讀取媒體，而在執行該等命令及指令之後，可令一處理器執行一組態設定一非揮發性記憶體的方法。該方法包含：接收一對於該NVM之混合式碟機模式的使用者選擇；回應該使用者選擇，將該O/S之開機部分拷貝至該NVM；以及將該硬碟機及該NVM指派予該電腦系統之一邏輯混合式碟機，而該NVM係一非揮發性HDD快取。
有利地，可移除並替換該NVM，而無須執行內部的電腦系統硬體升級作業。該電腦系統可進一步包含一接受器以供接收該NVM，而該接受器係電子連通於該處理器。該接受器可為一用以接收該NVM的插槽，其可由一使用者所取及而無須開啟外部機殼。該插槽包含一護固機制，藉以防止當在該混合式碟機模式下使用該NVM時發生NVM斷接。該NVM可為一快閃記憶卡。
在其中該NVM含有第一及第二NVM模組的情況下，該第一NVM模組可包含該O/S的開機部分，並且該邏輯混合式碟機係經定義以納入該第一NVM模組；該第一NVM模組可在該混合式碟機模式下運作。而當該第一NVM模組在該混合式碟機模式下運作時，該第二NVM模組可在一正常儲存模式下運作。該等第一及第二NVM模組可為邏輯NVM模組或是實體NVM模組。
在一進一步特點裡，本發明提供一種儲存命令及指令之機器可讀取媒體，在執行該等命令及指令後，可令一處理器執行一組態設定在一電腦系統內之NVM的方法，而該電腦系統具有一HDD、一O/S及一BIOS。該方法包含：接收一對於該NVM之混合式碟機模式的使用者選擇；回應該使用者選擇，將該O/S之開機部分拷貝至該NVM；以及將該硬碟機及該NVM指派予該電腦系統之一邏輯混合式碟機，而該NVM係一非揮發性HDD快取。該等經儲存在該機器可讀取媒體之內的命令及指令可執行該方法裡的其他步驟，即如前述。
又在進一步特點裡，本發明提供一種非揮發性記憶體裝置，其回應一使用者模式選擇而在一混合式碟片模式或一正常儲存模式下運作。
根據本發明之具體實施例，茲提供一種混合式碟機組態，其具有較高的彈性以及與現有硬體的向後相容性。
對於熟諳本項技藝之人士而言，當併同於隨附圖式而閱讀本發明之特定具體實施例的後文說明時，將可顯知本發明的其他特點及特性。
一般說來，本發明提供一種回應一使用者選擇，在一混合式碟機模式下或是在一正常儲存模式下操作一NVM的方法。為在混合式碟機模式下操作，最好是將一電腦O/S及BIOS加以更新，俾將該NVM識別為相同的邏輯可開機碟片，或是邏輯混合式碟機，之一部分，即如一HDD。可修改可開機碟片區段及位址對映，藉以反映出增置或移除該NVM。該NVM最好是使用者可更換且可升級，而無須開啟電腦的機殼。當該NVM含有一個以上的NVM模組時，一第一NVM模組可在混合式碟片模式下操作，而一第二NVM模組可在正常儲存模式下操作。由於並不須進行內部硬體修改，因而此一方式可利用傳統硬體以提供混合式碟片效能，或是強化一現有混合式碟機的效能。
本發明樣本具體實施例的後載詳細說明係參照於構成其一部分的隨附圖式，並且其中是藉由說明可實作本發明之特定樣本具體實施例所顯示。該等具體實施例係按足夠細節所描述，藉以讓熟諳本項技藝之人士能夠實作本發明，並應瞭解確可運用其他具體實施例，同時可進行邏輯性、電子性與其他變化而不致悖離本發明範圍。在其他實例裡，眾知的電子結構與電路係按區塊圖形式所顯示，藉以不致於模糊本發明。從而，不應將後文詳細說明視為具有限制性意涵，並且本發明範圍僅由後載之申請專利範圍所定義。
本發明之具體實施例可表示如一軟體產品，其係經儲存在一機器可讀取媒體(又稱為一電腦可讀取媒體、一處理器可讀取媒體，或是一具有一經具體化於其內之電腦可讀取程式碼的電腦可使用媒體)之上。該機器可讀取媒體可為包含磁性、光學或電子儲存媒體在內的任何適當可觸及媒體，這可包含軟碟片、光碟唯讀記憶體(CD－ROM)、記憶體裝置(揮發性或非揮發性)或是類似的儲存機制。該機器可讀取媒體可含有各種指令集、程式碼序列、組態資訊或其他資料，而當執行時，可令一處理器執行在一根據本發明之一具體實施例的方法之步驟。熟諳本項技藝之人士將瞭解亦可將對於實作所述本發明為必要的其他指令與操作儲存在該機器可讀取媒體上。自該機器可讀取媒體所運行的軟體可介接於電路，藉以執行該等所述任務。
在本文中所使用之詞彙「非揮發性記憶體」是代表一儲存裝置，而當其電力關閉時可保留其內容。在較佳具體實施例裡，該非揮發性記憶體具有極為少數的移動零件，若確有，像是全晶體電子快閃記憶體資料儲存裝置。非揮發性記憶體的類型包含：遮罩程式設計式ROM；可程式設計ROM(PROM)；可擦拭PROM(EPROM)，像是UV可擦拭EPROM及OTP(單次可程式設計)ROM；電子可擦拭PROM(EEPROM)；快閃記憶體；以及電池背載之靜態RAM。可利用各種多媒體卡，像是「智慧媒體」、MultiMedia卡(MMC)、「安全數位(SD)」、「極端數位(xD)」、CompactFlash、「記憶棒」、「PCMCIA(「個人電腦記憶卡國際協會」)等等。而核心記憶體通常則含有非揮發性胞格，像是NAND－快閃、NOR－快閃，或是經公開發表之其他類型的NV胞格。
該詞彙「BIOS」是指由電腦在當其首次經供電啟動時所運行的軟體程式碼。該BIOS可對電腦進行備製作業，因而其他經儲存在各種媒體(像是硬碟機、軟碟機、CD、DVD及其他可移除碟機或可移除媒體)之上的軟體程式可獲載入、執行並取得該電腦的控制權。此項程序稱為開機。亦可將BIOS描述為一經嵌入於一晶片上之編碼程式，其可辨識且控制構成該電腦的各種裝置。
在後文的本發明具體實施例說明裡，該詞彙「PC」可與一電腦系統相互換用。
第2A圖顯示一根據本發明之一具體實施例的混合式硬碟機組態。現參照第2A圖，一種混合式碟機組態200包含一NVM 202，以作為用於一HDD 204的非揮發性混合式碟機快取。第2圖之組態並不需更新或修改該電腦系統內部的硬體，像是在一系統的機殼208之內者。根據本發明之具體實施例，利用O/S及BIOS更新以管理一非揮發性快取，其最好是透過一或更多用以將該NVM 202介接於一系統機板206之接受器210所安裝。該等接受器可有利地經實作如NVM插槽210，而此等係一個人電腦(PC)系統的常用構件。該等NVM插槽210可經供置如安裝於該PC機殼208之前側上的外部插槽，或是如一可攜式記憶卡讀取器，而其係連接於該電腦之一通用序列匯流排(USB)連接埠。在任一情況下，該等NVM插槽210係透過一標準介面連接212以電子通聯於該系統機板206。
第2A圖組態係一具有成本效益的解決方案，可適用於現有電腦系統而無須進行內部硬體修改，並且提供將非揮發性快取增至一未將其建構於內之系統的能力。該等由外部所供置之插槽(而非在該系統機板上之內部方式)亦可對使用者提供升級或改變記憶體大小的能力，同時亦能簡易地進行模式更換(亦即快取記憶體模式或常規性儲存記憶體模式)，這是由於該使用者並不需開啟電腦的外部機殼。這對於行動電腦(又稱為可攜式、筆記型或膝上型)特別有利，原因在於開啟一行動電腦的機殼一般說來會造成保固失效。
此外，在其中該系統含有一讀卡機作為一提供該等NVM插槽210之裝置的情況下，如此可藉由提供多項記憶卡插槽來安裝該等記憶卡而無衝突，以避免具有分散形式因數以及不同記憶卡格式之腳針相容性的問題。利用此一介面，即可運用各種記憶卡以提供非揮發性(NV)快取。記憶卡之匯流排介面的產通速度不會被該匯流排效能所限制。一般說來，匯流排效能是高於快閃記憶卡讀取與寫入(程式)效能。任何適當類型之匯流排組態皆可運用於本發明具體實施例。事實上，若傳輸速度超過該混合式碟片構件系統要求，則可接受任何介面。其一範例即為具一北橋及南橋組態之「週邊元件互連(PCI)」類型的匯流排，其中像是由一讀取器所提供之記憶卡插槽是透過一USB連接而連接於南橋。由於存在有眾多的匯流排標準及介面以將外部資料自外部來源接收至PC系統，因此可瞭解第2圖顯示一示範性組態以說明如何在硬碟與NV卡之間傳通資料。用於該記憶卡插槽或讀取器的連接並不受限於此圖式，而是包含任何可供以對硬碟而在NV快取處理之角色裡使用一外部NVM卡的連接，且最好是無須要求將該NVM直接地連接至該硬碟機或該系統機板。
該電腦系統將該NVM及該HDD指派予一邏輯混合式碟機，像是一邏輯開機碟片，或是將該邏輯混合式碟機定義如含有該NVM及該HDD。為令PC系統能夠將一記憶卡辨識如一NV快取，一種根據本發明之一具體實施例的方法最好是對該O/S及該BIOS進行更新。一般說來，該BIOS應支援可移除碟片(PC系統裡為快閃記憶卡之名稱)的可開機碟片模式，並且該O/S具有藉兩種碟片構件(旋轉硬碟及快閃記憶卡)以配置新位址對映的能力。有兩種實作此一方法的主要方式：在一具預安裝之O/S的電腦系統上；以及在O/S安裝過程中於一電腦系統上。
第2B圖顯示一根據本發明之另一具體實施例的混合式硬碟機組態。現參照第2B圖，一種混合式碟機組態250含有第一及第二NVM模組252－1及252－2，以作為一用於一HDD 254的非揮發性混合式碟機快取。可利用O/S及BIOS更新來管理該等透過第一及第二NVM插槽260－1及260－2所安裝的NVM模組252－1及252－2。該等NVM插槽可經供置如該PC機殼258之一前側上的外部插槽，或是如一經連接於該電腦之一USB連接埠的可攜式記憶卡讀取器。在任一情況下，該等NVM插槽260－1及260－2係分別地透過第一及第二標準介面連接262－1及262－2而電子通聯於一系統機板256。
第3圖說明一根據本發明之一具體實施例，在一非揮發性記憶體中提供一混合式快取模式的方法。當一製造商將PC運交客戶時，多數PC使用者是具有經預安裝的O/S PC系統。因此，一具體實施例提供將該可開機碟片指派為一單一邏輯混合式碟機的能力，即使是該邏輯可開機碟片含有兩個實體分離的記憶體裝置，亦即該NVM及該HDD，亦然。第3圖顯示一種藉由將O/S檔案傳送部份配置予該快閃記憶卡，藉以實作出一混合式碟片系統的方法。
現參照第2A及3圖，步驟302代表在標準碟機模式下的PC。標準碟機模式是一種其中該HDD 204並非在混合模式下操作而該NVM 202(若確出現)是在正常儲存模式下操作的模式。該正常儲存模式之特徵在儲存使用者資料，並且在許多情況下為使用者控制之資料儲存，像是儲存文件、媒體檔案等等。而在進入標準碟機模式之前可先進行下列步驟，尤其是在當系統開機啟動時：檢查可開機碟片、系統開機處理、自一旋轉碟片讀取O/S，以及自該旋轉碟片載入所有的必要檔案。在步驟302之內的開機處理係由儲存有全部O/S檔案之旋轉硬碟所完成，這是由於該PC系統並不知曉哪種類型的快閃記憶卡被插入至多個插槽之一，並且尚未備妥以使用快閃記憶卡作為非揮發性(NV)快取。而在步驟304稍早之前，已將該NVM 202插入該系統(即如該NVM插槽210)內，即如在一記憶卡插槽裡，並且經辨識為一可移除碟片。在後續步驟裡，該PC系統係經組態設定以使用一混合式碟片系統，其含有旋轉硬碟，以及一使用者較佳地置入於一插槽之內的快閃記憶卡。
在步驟304裡，該使用者選擇對於該NVM 202的所欲操作模式。即如前述，該O/S最好是支援一混合式碟機模式；或另者，該方法可包含一選擇性步驟(未以圖示)，以對該O/S進行更新而能夠支援混合式碟機模式。在步驟306之後，其中收到混合式碟機模式的使用者選擇或啟用，在步驟308裡該PC系統開始將該可開機O/S檔案，或是O/S開機部分或O/S開機區段，傳送至像是一快閃記憶卡的NVM。在步驟310裡，將該NVM 202及該HDD 204指派予該邏輯混合式碟機，或邏輯可開機碟片。步驟312及314可被視為是歸屬於定義該邏輯混合式碟機，或該邏輯可開機碟機，的範圍之內，藉此納入該NVM 202及該HDD 204。
在步驟312裡，會對有關於碟片區段與碟片大小的位址對映進行修改。區段大小與碟片位址配置最好是依據快閃記憶卡的大小來決定。在步驟314裡，該BIOS係經更新以將該NVM 202識別為非揮發性HDD快取。一旦完成該等步驟之後，該PC系統在步驟316裡即可自該邏輯混合式碟機，包含作為非揮發性HDD快取的快閃記憶卡，重新開機，並且在步驟318裡該電腦系統可在混合式碟機模式下操作。而當在步驟218裡完成該混合式碟機模式系統操作，或是非混合模式(亦即在步驟304裡為負面決定結果)，之後，該PC在步驟320裡即進入正常的使用者互動狀態下。正常的使用者互動是指如下事實，即並未執行該NVM組態，同時該使用者是按如正常操作般與該PC進行互動。在其中該方法自步驟318前進到步驟320的情況下，這象徵著該NVM組態終結，而在當自步驟304裡的負面決定結果前進時該NVM組態從未真正地開始。
換言之，在一廣泛特點裡，本發明提供一種在一具有一硬碟機、一O/S及一BIOS之電腦系統中，對一NVM進行組態設定的方法。該方法包含如下步驟：接收一對於該NVM之混合式碟機模式的使用者選擇；回應該使用者選擇，將該O/S之開機部分拷貝至該NVM；以及將該硬碟機(HDD)及該NVM指派予該電腦系統之一邏輯混合式碟機，或是作為該電腦系統的一邏輯混合式碟機。該NVM可為一非揮發性HDD快取。有利地，在該接收使用者選擇的步驟之前，該方法可進一步包含組態設定該NVM以於一正常儲存模式下操作。該指派步驟可包含：將該HDD及該NVM指派予一邏輯混合式可開機碟片；修改可開機碟片區段及位址對映以納入該NVM；或者修改該BIOS，以將該NVM識別為該非揮發性HDD快取。例如，在一其中該NVM含有第一及第二NVM模組的情況下，該方法可進一步包含：將該O/S之開機部分拷貝至該第一NVM模組並且定義該邏輯混合式碟機以納入該第一NVM模組，藉以在該混合式碟機模式下操作該第一NVM模組；以及當該第一NVM模組在該混合式碟機模式下操作時，在一正常儲存模式下操作該第二NVM模組。
第4圖說明一根據本發明之一具體實施例，在一非揮發性記憶體中停用或終結一混合式快取模式的方法。第4圖裡的步驟402是類似於第3圖裡的步驟318，因為這代表該系統是在混合式碟機模式之下運作。
現參照第2A及4圖，在步驟404裡決定對於該NVM 202是否存在一混合式碟機模式終結條件。該混合式碟機模式終結條件可包含：使用者對於該NVM選擇一正常儲存模式；移除、斷接或彈出該NVM 202。該系統可週期性地，或者在特定時點或事件處，對混合模式終結條件進行監視，或者是仰賴於一在停用該混合式碟機模式之前的終結條件通知。在步驟406處，可修改該可開機碟片區段及位址對映以移除該NVM 202。在步驟408裡，將該NVM自所定義(或指派)之邏輯混合式碟機移除。在步驟410，修改該BIOS，藉以移除將該NVM 202視為非揮發性快取的識別資料。在步驟412，停用該混合式碟機模式。在步驟414，對於該NVM該系統返回至一正常儲存模式，而對於該HDD 204則返回至非混合模式。
換言之，有利地，可回應一該NVM之混合式碟機模式終結條件，像是NVM斷接或移除，停用該混合式碟機模式。在此停用步驟之後，可自該經定義邏輯混合式碟機移除該NVM，並且可修改該可開機碟片區段及位址對映，藉以移除該NVM。在一現為較佳而含有一記憶卡插槽的具體實施例裡，該插槽含有一護固裝置，藉此當於混合式碟機模式下使用該記憶卡時，可防止記憶卡自該電腦系統的意外斷接(像是卸離、移除或彈出)。該護固裝置可為一硬體實作，像是一鎖栓。
第5圖說明一根據本發明之一具體實施例，在一第一NVM模組裡提供一混合式快取模式，而在一第二NVM模組裡提供資料儲存功能，的方法。本發明之具體實施例可支援使用複數個NVM模組，像是複數個快閃記憶卡，以及一NVM模組為在混合模式下而另一NVM模組為在正常儲存模式下的操作。當一使用者在正常模式下開機PC系統後選擇「混合模式」時，若已將多個快閃記憶體插入到各插槽內，則該使用者可選擇哪一(些)將會是在混合式碟機模式之下使用。可由一O/S支援公用程式簡易地指派一碟機名稱。該位址對映可根據在該混合式碟片系統中牽涉到多少快閃記憶體，以及各個快閃記憶體的密度，而改變。可運用一個以上的快閃記憶體作為一混合式碟片系統，並且該等無須為相同類型的快閃記憶卡。同時，有些NVM可運用於混合模式，而其他則可在正常儲存模式下使用。換言之，該方法可提供在一第一NVM模組裡為混合式碟片模式，並且在一第二NVM模組裡為正常儲存模式的共時性操作。
現參照第2B及5圖，該方法開始於步驟502，而該系統是在標準碟機模式下，這可如先前關聯於第3圖所討論者。在步驟504，一使用者對該NVM模組252－1及252－2選擇所欲之操作模式，這在此情況下是包含對該第一NVM模組252－1選擇混合式碟機模式，而對該第二NVM模組252－2選擇正常儲存模式。步驟506－516是類似於第3圖的步驟306－316，而操作則為關連於該第一NVM模組252－1所執行。當完成步驟516之後，該系統在步驟518收到一對於該第二NVM模組252－2之資料儲存的使用者選擇。將該第二NVM模組252－2設定為按正常儲存模式下操作，這通常包含由該第二NVM模組252－2的O/S辨識為一可移除碟片。之後，在步驟520，該第一NVM模組252－1在一混合式碟機模式下操作(連同該HDD而如該邏輯混合式碟機之一部分)，該第二NVM模組252－2則是在一正常儲存模式下操作。當完成步驟520的混合式碟機模式系統操作或是在非混合模式時(亦即在步驟504的負面決定，這實際上是選擇一正常儲存模式)，該PC在步驟522即進入一正常的使用者互動狀態下。或另者，可在步驟516之前，且甚於步驟506之前，先執行步驟518。實際上，若並未選擇一混合式碟機模式，則會儲存該有效選擇，並且可在任何適當時點處產生作用。例如，步驟518可代表作用於一先前所收之選擇。
雖既已關聯於一其中既已預安裝一O/S之系統來描述一根據本發明之一具體實施例的方法，然應瞭解可在O/S安裝過程中將一類似方法施用於一其上尚未安裝該O/S的系統。
第6圖說明一根據本發明之一具體實施例，當進行作業系統安裝作業時，在一非揮發性記憶體中提供一混合式快取模式的方法。現參照第6圖，在步驟602裡，標準碟機模式包含自該可開機碟片(像是CD或DVD)讀取該O/S。然後，在首次O/S安裝之備製過程中執行該使用者選擇步驟604，從而自開始將所有的必要檔案安裝於該HDD及該NVM。在該使用者選擇步驟之前，必須先插入或實體地安裝該NVM。步驟606－614是類似於第3圖的步驟306－314，然在步驟608是將該O/S的開機部分移至該NVM，同時不會將一拷貝遺留在該HDD上。在此具體實施例裡，於步驟616是自開始處完成執行該O/S安裝作業，而將檔案適當地儲存至所指派的記憶體。當完成步驟616之後即執行步驟618至620，這些是類似於第3圖的步驟316及318。當在步驟620完成該混合式碟機模式系統操作或是非混合模式時(亦即在步驟604的負面決定)，該PC即在步驟622進入一正常使用者互動狀態下。可在一如第2A及2B圖所示之混合式硬碟機組態裡實作第6圖所示的方法。
關聯於第6圖，因而該「混合模式」的選擇是在當使用者選擇時所執行，並且該PC系統要求該NVM以開機PC系統，這是由於已不再自該硬碟機開機。若一個NVM對於混合模式並不足夠，則可使用一第二NVM以作為資料儲存。若更動該快閃記憶卡，則應重新安裝該O/S，藉以：辨識出該快閃記憶卡的密度，並且將可開機O/S部分加以復原；或是將可開機程式碼復原至該旋轉硬碟。此具體實施例可在該旋轉硬碟機裡提供更多未用空間，然並不支援在正常模式與混合式碟片模式之間的彈性選擇，導致一用於PC開機的專屬快閃記憶卡。
第7A－7F圖說明根據本發明之具體實施例，開機作業系統程式碼，或是該O/S的開機部分，在一非揮發性記憶體裡以及在一硬碟機裡的配置方式。
現參照第7A圖，一非揮發性記憶體(NVM)712僅具有足夠容量以儲存該可開機O/S程式碼，並且與一旋轉硬碟機(HDD)714相通聯，此硬碟機仍儲存有該可開機O/S程式碼以及其他的O/S相關檔案。現參照第7B圖，一NVM 722具有足夠容量以儲存該可開機O/S程式碼，並令其記憶體之一部分經指派為非揮發性快取，藉以作為一部分的混合式硬碟。一HDD 724儲存與第7A圖內之HDD 714類似的資料。第7A及7B圖說明後續於第3圖方法的NVM及HDD資料配置作業，而在此情況下可停用該混合式碟機模式而無須重新安裝O/S。
現參照第7C圖，一NVM 732具有足夠容量俾儲存該可開機O/S程式碼以作為非揮發性快取，並且在正常儲存模式下作為額外儲存之用。該NVM 732係與該HDD 734相通聯，然其仍儲存該可開機O/S程式碼及其他的O/S相關檔案。第7C圖內的NVM 732可有利地為一高容量NVM，其在邏輯上可為劃分至一第一子區塊，或第一邏輯NVM模組，736；以及一第二子區塊，或第二邏輯NVM模組，738。該第一邏輯NVM模組736可在一混合式碟機模式下運作，而該第二邏輯NVM模組738可共時地在一正常儲存模式下運作。這在本質上是類似於兩個實體分離NVM在不同模式下的共時操作，然在本範例裡這兩個NVM並非實體NVM，而是經邏輯定義又為相同實體NVM之一部分的NVM。一經邏輯定義之NVM或邏輯NVM模組可包含，或被劃分為，一或更多個實體NVM。
第7D及7E圖說明後續於第6圖之NVM及HDD資料配置，而在此之後，除非是重新安裝該O/S，否則即僅透過該NVM執行開機。在第7A及7B圖裡，該等旋轉HDD 714及724保留可開機O/S程式碼，以供在混合式碟機模式與正常儲存模式之間切換該NVM，而無需重新安裝該O/S。現參照第7D及7E圖，由於該等HDD 744及754並未保留該可開機O/S程式碼，因此將該NVM切換至一正常儲存模式需要在該硬碟機上重新安裝該O/S。NVM 742及752儲存分別地與NVM 712及722類似的資料。
現參照第7F圖，一NVM 762具有足夠容量俾儲存該可開機O/S程式碼以作為非揮發性快取，並且在正常儲存模式下作為額外儲存之用。該NVM 762係與該HDD 764相通聯，其類似於第7C圖的HDD 734。該NVM 762類似於第7C圖的NVM 732，理由是其有利地為一高容量NVM，而可經邏輯劃分成一第一邏輯NVM模組766及一第二邏輯NVM模組768。
即如關聯於第4圖所述，本發明之具體實施例提供在混合式碟片模式及/或正常儲存模式下利用複數個記憶卡的能力。例如，可在混合式碟片模式下利用複數個快閃記憶卡。在另一範例裡，若在一PC系統裡有兩個快閃記憶卡，則一者可為運用於混合式碟片模式下，而另一者可為運用於正常儲存模式下。
第8－10圖說明根據本發明之具體實施例，在一非揮發性記憶體裡提供一混合式快取模式之後的碟片指派作業，特別是考慮到其中可使用複數個快閃記憶卡的情況。
現參照第8圖，一混合式碟機802含有一像是一快閃記憶卡之NVM 804，其具有可包含可開機O/S程式碼及NV快取空間兩者的高記憶容量。此高容量NVM 804係連同一HDD 806而經定義為部分的邏輯開機碟片，「碟機C：」。而對於「碟機D：」其他的NVM 808，以及對於「碟機E：F：...」的810，則經顯示為可在正常儲存模式下運作。一橋接邏輯晶片812可有助於該混合式碟機802與其他NVM 808及810之間，以及該混合式碟機802與該資料匯流排814，像是一PCI匯流排，之間的通聯。
現參照第9圖，一混合式碟機902含有兩個NVM模組904和908，以及一HDD 906。據此，兩個NVM模組運用於混合式碟機模式，並且兩者係經定義為邏輯可開機碟片的一部分。例如，可利用一「精簡」快閃NVM及一SD NVM，這可說明對於相同功能並無需具備有類似的NVM格式。其他的NVM 910及916是在正常儲存模式下運作，而該等NVM模組904及908則是在混合式碟機模式下運作。
第10圖描述一具單一NVM之範例，其並不具有儲存所有可開機O/S程式碼的容量。現參照第10圖，一混合式碟機1002含有兩個NVM模組1004及1008，以及一HDD 1006。在此情況下，該NVM模組1004儲存該O/S之開機部分的一第一部分，並且該NVM模組1008儲存該O/S之開機部分的一第二部分，同時含有空間以作為NV快取。一橋接邏輯晶片1012及一資料匯流排1014係類似於第8圖的橋接邏輯晶片812及資料匯流排814。同時，其他的NVM模組1010及1016是按一類似於第9圖之NVM模組904及908的方式運作。
即如第8－10圖所示，本發明具體實施例可含有對於可開機碟片構件的不同區塊對映。在各個情況下，於功能角色、邏輯對映與實體構件之間存在有一種關係。在一些實例裡，各個實體件雖可具有不同的邏輯對映及功能角色，然即如前述般確可在複數個實體構件間劃分各個功能角色，或者可具有功能角色及邏輯對映與一或更多實體構件的任意組合。
換言之，在一特點裡本發明提供一種電腦系統，其中含有一HDD、一NVM、一O/S及一BIOS。該電腦系統包含一儲存有多項命令及指令的機器可讀取媒體，而在執行該等命令及指令之後，可令一處理器執行一組態設定一非揮發性記憶體的方法。該方法包含：接收一對於該NVM之混合式碟機模式的使用者選擇；回應該使用者選擇，將該O/S之開機部分拷貝至該NVM；以及將該硬碟機及該NVM指派予該電腦系統之一邏輯混合式碟機，或是作為該電腦系統的一邏輯混合式碟機。該NVM可為一非揮發性HDD快取。
有利地，可移除並替換該NVM，而無須執行內部的電腦系統硬體升級作業。該NVM可為一快閃記憶卡。該電腦系統可進一步包含一接收器以供接收該NVM，而該接收器係電子連通於該處理器。該接收器可為一用以接收該NVM的插槽，其可由一使用者所取及而無須開啟外部機殼。該插槽包含一護固裝置，藉以防止當在該混合式碟機模式下使用該NVM時發生NVM斷接。例如，在其中該NVM含有第一及第二NVM模組的情況下，該第一NVM模組可包含該O/S的開機部分，並且該邏輯混合式碟機係經定義以納入該第一NVM模組；該第一NVM模組可在該混合式碟機模式下運作。而當該第一NVM模組在該混合式碟機模式下運作時，該第二NVM模組可在一正常儲存模式下運作。該等第一及第二NVM模組可為邏輯NVM模組或是實體NVM模組。
即如前文所述，可提供用以實作本發明具體實施例之軟體(且可能與硬體)以作為對於一現有電腦系統的升級工具或增益模組，而無須進行內部硬體升級。許多使用者或可既已擁有一多重格式讀取器，其可接受具不同類型的非揮發性記憶體，並且甚至擁有一些目前運用在像是數位相機或個人數位助理(PDA)之其他電子裝置的記憶卡。在此情況下，該使用者僅須取得該軟體升級，以提供在一混合式碟片模式下或一正常儲存模式使用記憶體的能力。可在一電腦可讀取，或機器可讀取，媒體上提供該軟體升級。
因此，在另一特點裡，本發明提供一種儲存命令及指令之機器可讀取媒體，在執行該等命令及指令後，可令一處理器執行一組態設定在一電腦系統內之NVM的方法，而該電腦系統具有一HDD、一O/S及一BIOS。該方法包含：接收一對於該NVM之混合式碟機模式的使用者選擇；回應該使用者選擇，將該O/S之開機部分拷貝至該NVM；以及將該硬碟機及該NVM指派予該電腦系統之一邏輯混合式碟機，或是作為該電腦系統的一邏輯混合式碟機。該等經儲存在該機器可讀取媒體之內的命令及指令可執行該方法裡的其他步驟，即如前述。
第11圖顯示一根據本發明之一具體實施例，儲存命令及指令的機器可讀取媒體。現參照第11圖，一種含有指令程式碼之電腦可讀取媒體1110係經供置予一電腦系統的讀取器1114。該讀取器1114讀取該等指令程式碼1112，並且將所讀取之程式碼提供給該電腦系統的一CPU 1116。該CPU 1116處理所讀取之程式碼，並且將所處理之程式碼儲存在該電腦系統的一記憶體1118(即如一硬碟)內。該CPU 1116讀取該所存程式碼並且執行其指令，因此該CPU 1116執行由該等指令程式碼1112所定義的操作。在其中該等經納入在該電腦可讀取媒體1110內之指令程式碼1112定義一如前述般組態設定一電腦系統內之NVM(未以圖示)的方法之情況下，該CPU 1116可運行俾執行該用以組態設定該NVM的方法。
在一進一步特點裡，本發明提供一種非揮發性記憶體裝置，其回應一使用者模式選擇而在一混合式碟片模式或一正常儲存模式下運作。
在前述具體實施例裡，裝置構件及電路係為簡化起見而按如附圖所示般彼此連接。在對於一NVM及HDD之混合式碟機組態的本發明實際應用裡，電路、構件、裝置等等可彼此直接地連接。同時，電路、構件、裝置等等可透過其他對於一NVM及HDD之混合式碟片組態操作為必要的電路、構件、裝置等等而彼此間接地連接。如此，在混合式碟機的實際組態裡，電路、構件、裝置等等可彼此(直接地或間接地)耦接。
前述本發明具體實施例僅為具有示範性質。可由熟諳本項技藝之人士對於特定的具體實施例進行替換、修改及變化而不致悖離本發明範圍，此範圍僅由後載之申請專利範圍所定義。
100．．．混合式碟機
102．．．非揮發性記憶體(NVM)
104．．．硬碟機(HDD)
106．．．系統機板/主機板
110．．．混合式碟機
112．．．非揮發性記憶體(NVM)
114．．．系統機板
116．．．硬碟機(HDD)
200．．．混合式碟機
202．．．非揮發性記憶體(NVM)
204．．．硬碟機(HDD)
206．．．系統機板
208．．．機殼
210．．．接受器/插槽
212．．．標準介面連接
250．．．混合式碟機
252．．．NVM模組
254．．．硬碟機(HDD)
256．．．系統機板
258．．．機殼
260．．．NVM插槽
262．．．標準介面連接
712．．．非揮發性記憶體(NVM)
714．．．硬碟機(HDD)
722．．．非揮發性記憶體(NVM)
724．．．硬碟機(HDD)
732．．．非揮發性記憶體(NVM)
734．．．硬碟機(HDD)
736．．．第一邏輯NVM模組
738．．．第二邏輯NVM模組
742．．．非揮發性記憶體(NVM)
744．．．硬碟機(HDD)
752．．．非揮發性記憶體(NVM)
754．．．硬碟機(HDD)
762．．．非揮發性記憶體(NVM)
764．．．硬碟機(HDD)
766．．．第一邏輯NVM模組
768．．．第二邏輯NVM模組
802．．．混合式碟機
804．．．NVM(快閃記憶卡)
806．．．硬碟機(HDD)
808．．．其他NVM
810．．．碟機
812．．．橋接邏輯晶片
814．．．資料匯流排
902．．．混合式碟機
904．．．NVM模組
906．．．硬碟機(HDD)
908．．．NVM模組
910．．．其他NVM/碟機
912．．．橋接邏輯晶片
914．．．資料匯流排
916．．．其他NVM/碟機
1002．．．混合式碟機
1004．．．NVM模組
1006．．．硬碟機(HDD)
1008．．．NVM模組
1010．．．其他NVM/碟機
1012．．．橋接邏輯晶片
1014．．．資料匯流排
1016．．．其他NVM/碟機
1110．．．電腦可讀取媒體
1112．．．指令程式碼
1114．．．讀取器
1116．．．CPU
1118．．．記憶體
現將僅依範例方式並參照於各隨附圖式以說明本發明具體實施例，其中：第1A圖及第1B圖說明已知的混合式硬碟機組態；第2A圖說明一根據本發明之一具體實施例的混合式硬碟機組態；第2B圖說明一根據本發明之另一具體實施例的混合式硬碟機組態；第3圖說明一根據本發明之一具體實施例，在一非揮發性記憶體中提供一混合式快取模式的方法；第4圖說明一根據本發明之一具體實施例，在一NVM中停用或終結一混合式快取模式的方法；第5圖說明一根據本發明之一具體實施例，在一第一NVM模組裡提供一混合式快取模式，而在一第二NVM模組裡提供資料儲存功能，的方法；第6圖說明一根據本發明之一具體實施例，當進行作業系統安裝作業時，在一非揮發性記憶體中提供一混合式快取模式的方法；第7A、7B、7C、7D、7E及7F圖說明根據本發明之具體實施例，開機作業系統程式碼，或是該O/S的開機部分，在一非揮發性記憶體裡以及在一硬碟機裡的配置方式；第8、9及10圖說明根據本發明之具體實施例，在一非揮發性記憶體裡，於提供一混合式快取模式之後的碟片指派方式；以及第11圖說明一根據本發明之一具體實施例，儲存命令及指令的機器可讀取媒體。

Claims (27)

  1. 一種組態設定一電腦系統中非揮發性記憶體(NVM)的方法，該電腦系統具有一硬碟機、一作業系統(O/S)及一基本輸入/輸出系統(BIOS)，該方法包含：接收該NVM之混合式碟機模式的一使用者選擇；回應該使用者選擇，將該O/S之開機部分拷貝至該NVM；以及指派該硬碟機(HDD)及該NVM作為該電腦系統的一邏輯混合式碟機。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含：在該接收使用者選擇的步驟之前，組態設定該NVM以於一正常儲存模式下操作。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該指派步驟包含將該HDD及該NVM指派予一邏輯混合式可開機碟片。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該指派步驟包含修改可開機碟片區段及位址對映以納入該NVM。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中該指派步驟包含修改該BIOS，以將該NVM識別為該非揮發性HDD快取。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該NVM包含第一及第二NVM模組，更包含：將該O/S之開機部分拷貝至該第一NVM模組，並且定義該邏輯混合式碟機以納入該第一NVM模組，藉以在該混合式碟機模式下操作該第一NVM模組；以及當該第一NVM模組在該混合式碟機模式下操作時，在一正常儲存模式下操作該第二NVM模組。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含回應該NVM的一混合式碟機模式終結條件，停用該混合式碟機模式。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，更包含在該停用步驟之後，自該經定義邏輯混合式碟機移除該NVM。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，更包含修改該可開機碟片區段及位址對映，以移除該NVM。
  10. 一種含有一硬碟機(HDD)、一非揮發性記憶體(NVM)、一作業系統(O/S)及一基本輸入/輸出系統(BIOS)之電腦系統，包含：一機器可讀取媒體，其儲存有多項命令及指令，而在執行該等命令及指令之後，可令一處理器執行一組態設定一非揮發性記憶體的方法，該方法包含：接收該NVM之一混合式碟機模式的一使用者選擇；回應該使用者選擇，將該O/S之開機部分拷貝至該NVM；以及指派該硬碟機及該NVM作為該電腦系統的一邏輯混合式碟機。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之電腦系統，其中可移除並替換該NVM，而無須執行一內部電腦系統硬體升級作業。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之電腦系統，其中該NVM包含一快閃記憶卡。
  13. 如申請專利範圍第10項所述之電腦系統，更包含一接收器以接收該NVM，而該接收器係電子連通於該處理器。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之電腦系統，其中該接收器包含一插槽以接受該NVM，該插槽可由一使用者取及而無須開啟外部機殼，該插槽包含一護固裝置，藉以防止當正在混合式碟機模式下運用該NVM時發生NVM斷接。
  15. 如申請專利範圍第10項所述之電腦系統，其中該NVM包含第一及第二NVM模組，其中：該第一NVM模組包含該O/S的開機部分，並且該邏輯混合式碟機係經定義以納入該第一NVM模組，該第一NVM模組可在該混合式碟機模式下運作；以及當該第一NVM模組在該混合式碟機模式下運作時，該第二NVM模組在一正常儲存模式下運作。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之電腦系統，其中該等第一及第二NVM模組為邏輯NVM模組。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之電腦系統，其中該等第一及第二NVM模組為實體NVM模組。
  18. 一種儲存多項命令及指令之機器可讀取媒體，其在執行該等命令及指令時，使一處理器執行一組態設定在一電腦系統內之非揮發性記憶體(NVM)的方法，該電腦系統具有一硬碟機、一作業系統(O/S)及一基本輸入/輸出系統(BIOS)，該方法包含下列步驟：接收該NVM之一混合式碟機模式的一使用者選擇；回應該使用者選擇，將該O/S之開機部分拷貝至該NVM；以及指派該硬碟機及該NVM作為該電腦系統的一邏輯混合式碟機。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之機器可讀取媒體，其中該方法包含：在接收該使用者選擇的步驟之前，組態設定該NVM以於一正常儲存模式下操作。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之機器可讀取媒體，其中該邏輯混合式碟機包含一邏輯可開機碟片。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之機器可讀取媒體，其中該指派步驟包含將該HDD及該NVM指派予一邏輯混合式可開機碟片。
  22. 如申請專利範圍第20項所述之機器可讀取媒體，其中該指派步驟包含修改可開機碟片區段及位址對映以納入該NVM。
  23. 如申請專利範圍第19項所述之機器可讀取媒體，其中該指派步驟包含修改該BIOS，以將該NVM識別為該非揮發性HDD快取。
  24. 如申請專利範圍第18項所述之機器可讀取媒體，其中該NVM包含第一及第二NVM模組，該方法更包含：將該O/S之開機部分拷貝至該第一NVM模組，並且定義該邏輯混合式碟機以納入該第一NVM模組，藉以在該混合式碟機模式下操作該第一NVM模組；以及當該第一NVM模組在該混合式碟機模式下操作時，在一正常儲存模式下操作該第二NVM模組。
  25. 如申請專利範圍第18項所述之機器可讀取媒體，其中該方法更包含：回應該NVM的一混合式碟機模式終結條件，停用該混合式碟機模式。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之機器可讀取媒體，其中該方法更包含在該停用步驟之後，自該經定義邏輯混合式碟機移除該NVM。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之機器可讀取媒體，其中該方法更包含修改可開機碟片區段及位址對映以移除該NVM。
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