TWI559306B - 電腦系統及其記憶體指定方法 - Google Patents

Description

電腦系統及其記憶體指定方法

本發明係關於一種電腦系統及其記憶體指定方法，特別是一種以固態硬碟分配電路板記憶體之電腦系統及其記憶體指定方法。

目前的電腦系統中，關於記憶體的使用主要分成三個部分，首先是儲存作業系統程式與一般檔案資料的硬碟裝置(Hard Disk Drive，HDD)，然後是作為電腦運算與處理資料時所必須的動態隨機存取記憶體(Dynamic Random Access Memory，DRAM)，最後是影像處理作業時，作為圖形處理器(Graphic Processing Unit，GPU)運算與處理資料所使用的視訊隨機存取記憶體(Video RAM，VRAM)。

如上所述，不同的記憶體在電腦系統中有不同的應用與目的，因此也有不同的規格與介面，目前DRAM有獨立的記憶體模組，DRAM的記憶體晶片便設置於此記憶體模組上，其中記憶體模組係對應插設在主機板上供其特定使用的記憶體模組插槽內。VRAM的記憶體晶片則設置於一獨立顯示卡上，供獨立顯示卡上的GPU使用，並且在主機板上也有供獨立顯示卡特定使用的電性插槽。至於目前的硬碟裝置則仍以傳統的磁片結構為主，因為具有其他機械結構，如馬達與讀寫裝置等，所以形成一個獨立於主機板之外的裝置，同時硬碟裝置係透過排線與主機板上的電性插座連接。

惟，傳統硬碟裝置的結構較複雜，其係以磁性讀寫頭與磁性碟片為主，並且在進行讀寫時尚須馬達等其他機械結構配合，如此，除了造成傳統硬碟裝置佔有相當大的體積與重量外，同時因為讀取時需要透過馬達等其他機構協同運作，所以在執行讀取時的速度較慢，而且較消耗電力。

另外，由於目前電腦系統的主機板上通常設置有三種不同的電性插座或插槽，用以作為主機板存取不同記憶體之介面。然而，隨著電性插座或插槽的設置數量愈多，其在主機板上所佔據的空間愈多，往往造成主機板上用以供其他電子零組件組裝的空間分配與設計上面臨相當的限制與困難。例如，在有限的主機板範圍內必須分配出三種電性插座的位置，由於各種電性插座均具有其特定之規格，不能任意改變相關的外型尺寸，因此對於主機板或是電腦系統在縮小尺寸以節省空間的設計上便造成困難，也相對壓縮電阻、電容或其他晶片組等電子零組件在主機板上的設置空間。同時，當記憶體模組、獨立顯示卡以及硬碟裝置電性插設或電性連接於主機板時，將在電腦系統內佔用相當大的空間。

其次在相關功能的設計上，分開的電性插座配置便意味著分開的電源設計與線路配置，這也增加了設計與製作的困難。

最後在分開且固定的電性插座設計下，使電性插座的相關規格也受到限制，例如DRAM記憶體模組的記憶體空間便受限於主機板上所提供電性插槽的規格或數目，升級或擴充時便有限制，而VRAM記憶體空間更是附屬於獨立顯示卡之上，使用者不但不能單獨決定這些記憶體的相關規格或空間，而且往往在升級或更 換獨立顯示卡時，VRAM記憶體必須連同獨立顯示卡一起更替，無疑的形成一種浪費，並且增加使用者額外的負擔。

鑒於以上的問題，本發明在於提供一種電腦系統以及記憶體指定方法，藉以解決傳統電腦系統中，傳統硬碟裝置不但讀取效率較低而且佔有較為龐大的體積，且主機板為了因應不同隨機存取記憶體型式之配置，而必須在主機板上設置不同型式及一定數量的電性插槽或插座，造成主機板在空間設計與功能設計上受到相當多的限制，而無法縮小主機板的規格尺寸，甚至使用者利用的彈性上也受到相當侷限，以及當電腦系統設備升級時，VRAM記憶體必須連同獨立顯示卡一起更替，所導致電腦系統的使用成本增加等問題。

本發明揭露一種電腦系統，包含一電路板、一固態硬碟(Solid State Drive，SSD)以及一晶片單元。固態硬碟電性連接於電路板，且固態硬碟具有一記憶體區，作為此電腦系統之唯一外部隨機存取記憶體來源。晶片單元電性設置於電路板上，晶片單元自固態硬碟之記憶體區中指定一第一記憶體區，第一記憶體區係僅作為電路板之一第一記憶體。

本發明並揭露一種電腦系統之記憶體的指定方法，包括下列步驟：以一晶片單元偵測一固態硬碟之一記憶體區；以及晶片單元自記憶體區中指定一第一記憶體區，並以第一記憶體區做為電路路板之一第一記憶體。

本發明之功效在於，本發明所揭露的電腦系統僅具有單一型 式的記憶體，意即由固態硬碟所提供的記憶體，由於固態硬碟的結構相較傳統硬碟(HDD)單純，並且由記憶體晶片所組成，而近似於一般的記憶體結構與型式，因此不需額外的機械結構，即可直接存取內部儲存的資料，同時固態硬碟也具有較小的體積重量、較少的耗電，以及更快的讀取速度等，使電腦系統除了藉由固態硬碟更優於傳統硬碟的存取效率以提升硬碟工作的效率之外，更藉由固態硬碟與一般記憶體相似的結構，將固態硬碟中未儲存檔案資料的部分記憶體空間分別指定分配給電腦系統的中央處理器(Central Process Unit，CPU)以及圖形處理器作為動態隨機存取記憶體以及視訊隨機存取記憶體使用。

如此，不但精簡電腦系統的硬體設計，電路板上不再需要設置多樣的電性插座或是插槽，可以節省電腦系統與電路板上的使用空間也減少相關電路設計與製作的複雜與困難，而且在記憶體的分配與使用上將更具彈性，而不受到電性插座或是插槽在電路板上的設置位置及數量所限制。此外，視訊隨機存取記憶體也不需依附在獨立顯示卡上，再透過插槽設置在電腦系統上。而且在獨立顯示卡升級時只需替換圖形處理器即可，不再需要連同整個獨立顯示卡都替換，可避免造成視訊隨機存取記憶體使用上的浪費。

有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作最佳實施例詳細說明如下。

請參照第1圖，本發明第一實施例所揭露之電腦系統10包括 有一電路板100、一固態硬碟110以及一晶片單元120。電路板100可以是但並不侷限於主機板。固態硬碟110的類型可以是但並不侷於多層式儲存(Multi Level Cell，MLC)型式或者是單層式儲存(Single Level Cell，SLC)型式，並且固態硬碟110的規格可以是1.8吋或2.5吋等，但並不以此為限。此外，固態硬碟110可以是但並不侷限於以序列先進技術附件(Serial Advanced Technology Attachment，SATA)或通用序列匯流排(Universal Serial Bus，USB)等連接介面電性連接於電路板100，其中固態硬碟110為電腦系統10的唯一外接記憶體裝置，並且在固態硬碟110內具有一記憶體區，電腦系統10即以固態硬碟110之記憶體區作為唯一的外部隨機存取記憶體來源，故固態硬碟110之記憶體區除了可以取代原本傳統電腦系統中之傳統硬碟裝置(HDD)的資料儲存功用之外，更可以取代原本傳統電腦系統中之動態隨機存取記憶體(DRAM)以及視訊隨機存取記憶體(VRAM)等不同隨機存取記憶體來源。

如第1圖和第2圖所示，晶片單元120電性設置於電路板100上，並且透過電路板100電性連接於固態硬碟110。晶片單元120係用以從固態硬碟110之記憶體區中指定一第一記憶體區，其中晶片單元120先偵測固態硬碟110之記憶體區容量，並且得到固態硬碟110中未儲存資料的一記憶體區(S11)。接著，晶片單元120自固態硬碟110中未儲存資料之記憶體區中指定第一記憶體區(S12)，值得注意的是，晶片單元120可以是但並不侷限於在電腦系統之一作業系統中指定固態硬碟110之第一記憶體區；或者 是，在電腦系統之一基本輸入/輸出系統(BIOS)中指定固態硬碟110之第一記憶體區，用以做為電路板100的第一記憶體。

並且，電路板100之第一記憶體係僅供電性設置於電路板100之單一處理器使用，例如，在本實施例所揭露之電腦系統10中，當一中央處理器130電性插設於電路板100時，例如第1圖所示，以焊接方式將中央處理器130直接安裝(mount)於電路板100；或者是如第3圖所示，藉由在電路板100上電性設置一第一電性插槽101，然後將中央處理器130電性插設於第一電性插槽101上，此時電路板100之第一記憶體將僅做為中央處理器130的動態隨機存取記憶體，而專屬於中央處理器130使用。

因此，在本發明實施例所揭露的電腦系統中，藉由固態硬碟的使用與記憶體的指定方式，讓固態硬碟除了具有原本傳統硬碟裝置的資料存取功能外，更可完全取代傳統的動態隨機存取記憶體，不但可以節省動態隨機存取記憶體的使用成本外，更由於電路板上不需額外的設置相關的記憶體插槽，因此使電路板上可用以設計電路的面積增加，而減少電腦系統在線路設計上的困難；或者是使電路板的體積縮小，進而縮減電腦系統的整體體積。另外，相較於傳統的硬碟裝置，藉由固態硬碟的使用可以提升資料存取的效率，並大幅縮減硬碟裝置在電腦系統中所佔有的體積以及電力的消耗。同時也可以藉由單純的連接方式減少傳統硬碟所需要的排線與插座等結構。因此，藉由本發明之電腦系統與記憶體指定的方式，可以完全藉由固態硬碟取代傳統的硬碟裝置與動態隨機存取記憶體，也完全不需要相關的記憶體模組插槽或排線 與插座，因此可以更進一步的減少電腦系統在線路設計上的困難，並縮小電腦系統的體積，提升使用便利與效率，降低相關成本。

值得注意的是，雖然在本發明所揭露之第一實施例中，係以電腦系統中僅設置單一固態硬碟的方式做為說明，但是在本發明的其他實施例中，固態硬碟的設置數目也可以是複數個，其係可視實際使用情形而做相對應的變換，因此並不以第一實施例中所揭露的設置數量為限。

請參照第4圖所示，本發明第二實施例所揭露之電腦系統20包括有一電路板100、一固態硬碟110、一晶片單元120、一中央處理器130以及一圖形處理器140。電路板100可以是但並不侷限於主機板。固態硬碟110為電腦系統20的唯一外接記憶體裝置，其可以是但並不侷限於規格為2.5吋之多層式儲存型式之固態硬碟，並且可以是但並不侷限於以序列先進技術附件或通用序列匯流排等連接介面電性連接於電路板100。同時，在固態硬碟110內具有一記憶體區，此固態硬碟110之記憶體區作為此電腦系統20之唯一外部隨機存取記憶體來源，所以固態硬碟110之記憶體區除了可以取代傳統電腦系統中傳統硬碟裝置(HDD)的功用外，更可以取代原本傳統電腦系統中之動態隨機存取記憶體(DRAM)以及視訊隨機存取記憶體(VRAM)等不同隨機存取記憶體來源。

晶片單元120、中央處理器130以及圖形處理器140分別電性設置於電路板100上，並且透過電路板100電性連接於固態硬 碟110。如第4圖所示，中央處理器130以及圖形處理器140可以是但並不侷限於以焊接方式直接電性安裝於電路板100上；或者是如第5圖所示，藉由在電路板100上電性設置一第一電性插槽101以及一第二電性插槽102，讓中央處理器130以及圖形處理器140分別電性插設於第一電性插槽101以及第二電性插槽102，而設置於電路板100上，此僅為中央處理器130和圖形處理器140在電路板100上所使用的設置方式不同，但並非用以限定本發明。

其中，晶片單元120係用以從固態硬碟110之一記憶體區中指定一第一記憶體區以及一第二記憶體區，分別做為電路板100的第一記憶體以及第二記憶體，並且第一記憶體僅做為中央處理器130的動態隨機存取記憶體，而專屬於中央處理器130使用，第二記憶體則僅做為圖形處理器140的視訊隨機存取記憶體，而專屬於圖形處理器140使用。

如第4圖和第6圖所示，在記憶體的指定方法上，晶片單元120先偵測固態硬碟110之記憶體區容量，並且得到固態硬碟110中未儲存資料的記憶體區(S21)。接著，晶片單元120自固態硬碟110未儲存資料之記憶體區中指定一第一記憶體區，並以第一記憶體區做為電路板100之一第一記憶體(S22)，並且提供給中央處理器130單獨使用，而成為中央處理器130的動態隨機存取記憶體。然後，晶片單元120偵測固態硬碟110中未儲存資料之記憶體區中剩餘未使用的部分，並且得到固態硬碟110中剩餘之未儲存資料的記憶體區(S23)。接著，晶片單元120從這些剩餘之未儲 存資料之記憶體區中指定一第二記憶體區，並以第二記憶體區做為電路板100之一第二記憶體(S24)，此第二記憶體則僅提供給圖形處理器140做為視訊隨機存取記憶體使用。

值得注意的是，本發明實施例中所揭露之電腦系統20之記憶體的指定方法，其中晶片單元120可以在電腦系統20之作業系統中指定第一記憶體與第二記憶體；或者是，本發明之電腦系統20之記憶體的指定方法也可以是晶片單元120在電腦系統20之一基本輸入/輸出系統(BIOS)中指定第一記憶體與第二記憶體。上述的記憶體的指定方法並不侷限於本發明所揭露之實施態樣。

綜上所述，本發明藉由固態硬碟的使用以及記憶體的指定，除了可以針對傳統硬碟以及動態隨機存取記憶體外，更可以及於視訊隨機存取處理記憶體的使用，讓電腦系統可以彈性的自固態硬碟中指定動態隨機存取記憶體以及視訊隨機存取記憶體等記憶體的範圍外，更可以省略傳統中央處理器插槽以及獨立顯示卡插槽的需要，進而精簡電路板上電路的設計與空間的需求，而且將來在進行獨立顯示卡的升級時，更可以只針對圖形處理器進行升級，不需再連同整張獨立顯示卡都替換，可以減少視訊處理記憶體的浪費。

雖然本發明之實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述之形狀、構造、特徵及數量當可做些許之變更，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

10、20‧‧‧電腦系統

100‧‧‧電路板

101‧‧‧第一電性插槽

102‧‧‧第二電性插槽

110‧‧‧固態硬碟

120‧‧‧晶片單元

130‧‧‧中央處理器

140‧‧‧圖形處理器

第1圖為本發明第一實施例之電腦系統的組合示意圖。

第2圖為本發明第一實施例之記憶體指定方法的步驟流程圖。

第3圖為本發明第一實施例之中央處理器透過第一電性插槽電性設置於電路板之分解示意圖。

第4圖為本發明第二實施例之電腦系統的組合示意圖。

第5圖為本發明第二實施例之中央處理器及圖形處理器分別透過第一電性插槽及第二電性插槽電性設置於電路板之分解示意圖。

第6圖為本發明第二實施例之記憶體指定方法的步驟流程圖。

20‧‧‧電腦系統

100‧‧‧電路板

110‧‧‧固態硬碟

120‧‧‧晶片單元

130‧‧‧中央處理器

140‧‧‧圖形處理器

Claims (9)

1. 一種電腦系統，包含：一電路板；一固態硬碟，電性連接於該電路板，該固態硬碟具有一記憶體區，作為該電腦系統之唯一外部隨機存取記憶體來源；一晶片單元，電性設置於該電路板上，該晶片單元自該記憶體區中指定一第一記憶體區，該第一記憶體區係僅作為該電路板之一第一記憶體；及一中央處理器，電性設置於該電路板上，該第一記憶體係僅作為該中央處理器之動態隨機存取記憶體；其中，該晶片單元係透過一作業系統或一基本輸入/輸出系統(BIOS)中指定該第一記憶體。
2. 如請求項1所述之電腦系統，更包含一第一電性插槽，電性設置於該電路板上，該中央處理器電性插設於該第一電性插槽上。
3. 如請求項1所述之電腦系統，其中該晶片單元自剩餘之該記憶體區中指定一第二記憶體區，該第二記憶體區僅作為該電路板之一第二記憶體。
4. 如請求項3所述之電腦系統，更包含一圖形處理器，電性設置於該電路板上，該第二記憶體係僅作為該圖形處理器之視訊處理記憶體。
5. 如請求項4所述之電腦系統，更包含一第二電性插槽，電性設置於該電路板上，該圖形處理器電性插設於該第二電性插槽上。
6. 一種電腦系統之記憶體的指定方法，包括下列步驟： 以設置於一電路板上的一晶片單元偵測一固態硬碟之一記憶體區；該晶片單元自該記憶體區中指定一第一記憶體區，並以該第一記憶體區做為該電腦系統之該電路板之一第一記憶體；及該晶片單元指定該第一記憶體係僅作為該電路板上一中央處理器之動態隨機存取記憶體；其中，該晶片單元係透過一作業系統或一基本輸入/輸出系統(BIOS)中指定該第一記憶體。
7. 如請求項6所述之電腦系統之記憶體的指定方法，更包含下列步驟：以該晶片單元偵測該固態硬碟剩餘之該記憶體區；該晶片單元自剩餘之該記憶體區中指定一第二記憶體區；以及以該第二記憶體區做為該電路板之一第二記憶體。
8. 如請求項7所述之電腦系統之記憶體的指定方法，更包含下列步驟：該晶片單元於該電腦系統之該作業系統中指定該第二記憶體區。
9. 如請求項7所述之電腦系統之記憶體的指定方法，更包含下列步驟：該晶片單元於該電腦系統之該基本輸入/輸出系統中指定該第二記憶體區。