用于非易失性存储器中的分布式计算的系统和方法技术方案

公开了用于在存储器系统(例如固态驱动器(SSD))内并入数学和/或逻辑功能性的系统和方法。该数学和/或逻辑功能性可以包括运算逻辑单元(ALU)。该ALU可以驻留在闪存存储器芯片或者SSD控制器中的一个或者两者中。当驻留在闪存存储器芯片中时，可以使用单个ALU或者多个ALU。例如，单个ALU可以被分配给闪存存储器芯片内的闪存存储器的一个块、某些块或者每个块。作为另一实例，ALU可以被分配至子块结构，例如至块中每一位线。使ALU驻留在SSD中使得能够在SSD内执行更多处理，并且减小发送数据到SSD外部以用于处理的需要。

System and method for distributed computing in non-volatile memory

Systems and methods for incorporating mathematical and / or logical functionality into a memory system, such as a solid-state drive (SSD), are disclosed. The mathematical and / or logical functionality may include an arithmetic logic unit (ALU). The ALU can reside in one or both of the flash memory chips or the SSD controller. When residing in a flash memory chip, you can use a single ALU or multiple ALU. For example, a single ALU can be assigned to a block, a block, or a block of the flash memory in the flash memory chip. As another example, the ALU can be assigned to a sub block structure, for example, to each line in the block. Enabling ALU to reside in SSD makes it possible to perform more processing within the SSD, and to reduce the need to send data outside the SSD for processing.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的引用本申请要求(于2014年5月29日提交的)美国申请No.14/290,305的权益，将其全文通过引用并入于此。
本申请总的来说涉及在系统中管理数据。更具体地，本申请涉及非易失性存储器中的分布式计算。
技术介绍
数据存储装置可以采取几种形式之一。一种形式是硬盘驱动器(HDD)，其中在涂覆有磁性材料的盘上存储数据。通常，HDD包括多个快速地旋转的盘，布置在移动致动器臂上的磁头从盘表面读取数据和写入数据到盘表面。数据存储装置的另一形式是固态驱动器(SSD)。与在HDD中使用盘不同，SSD使用集成电路组件来存储数据。SSD可以使用与HDD的传统的块输入/输出(I/O)可兼容的电子接口。在这点上，SSD可以在常规应用中容易地替换HDD。
技术实现思路
本专利技术公开了用于在存储器系统(例如固态驱动器(SSD))内并入数学和/或逻辑功能性的系统和方法。该数学和/或逻辑功能性可以包括运算逻辑单元(ALU)。ALU可以驻留在存储器系统的各种部分中。在SSD中，其可以包括SSD控制器和一个或者多个存储器芯片，一个或多个ALU可以位于一个或多个闪存存储器芯片或者SSD控制器之一或者两者中。当驻留在闪存存储器芯片中时，可以使用单个ALU或者多个ALU。例如，单个ALU可以被分配给闪存存储器芯片内的闪存存储器的一个块、某些块或者每个块。作为另一实例，ALU可以被分配给子块结构，例如块中每一位线。ALU驻留在例如SSD的存储器系统中使得能够在SSD内执行更多处理和减小发送数据到SSD外部以用于处理的需要。另外，ALU驻留在例如SSD的存储器系统中使存储器系统能够执行各种功能，例如数据库功能、图像处理功能和/或文件系统功能。根据第一方面，公开了包括存储器的固态驱动器(SSD)。该SSD包括：配置为与主机装置通信的接口；和与接口通信的控制器，该控制器包括运算逻辑单元(ALU)。该控制器配置为：从主机装置接收命令；响应于接收到命令，使用ALU以生成一个或多个结果；和将一个或多个结果的至少一部分或者一个或多个结果的指示发送到主机装置。在第二方面中，公开了电子集成电路与多个主机之一通信的方法。该方法包括：使用主机协议经由第一组电触点与第一主机通信，电子集成电路嵌入在第一主机内，该第一组电触点在电子集成电路的封装外部上；接收一个或多个信号以选择用于测试电子集成电路的至少一部分的第二组电触点，该第二组电触点在电子集成电路的封装外部上；和基于所接收的一个或多个信号，使用主机接口开关从与第一组电触点的某些或者全部的通信切换到使用主机协议的与第二组电触点的某些或者全部的通信，以使得第二主机测试电子集成电路的至少一部分。在第三方面中，公开了配置用于固态驱动器(SSD)的存储器集成电路芯片。该存储器集成电路芯片包括：配置为与用于SSD的SSD控制器通信的接口；存储器；和与接口和存储器通信的控制器。控制器包括运算逻辑单元(ALU)且被配置为：从SSD控制器接收命令；响应于接收到命令，使用ALU以生成一个或多个结果；和将一个或多个结果的至少一部分或者一个或多个结果的指示发送到SSD控制器。在第四方面中，提供了操作配置用于固态驱动器(SSD)的存储器集成电路芯片的方法。该方法包括：经由接口从SSD的SSD控制器接收命令；响应于接收到命令，使用运算逻辑单元(ALU)以生成一个或多个结果，该ALU驻留在存储器集成电路芯片中；和将一个或多个结果的至少一部分或者一个或多个结果的指示发送到SSD控制器。在第五方面中，公开了配置用于固态驱动器(SSD)的存储器集成电路芯片。该存储器集成电路芯片包括：配置为与用于SSD的SSD控制器通信的接口；存储器；和与接口和存储器通信的控制器。该控制器包括数学功能性或逻辑功能性，该逻辑功能性包括异或(XOR)功能性和与(AND)功能性或者或(OR)功能性中的至少一个。该控制器配置为：从SSD控制器接收命令；响应于接收到命令，使用数学功能性或逻辑功能性以生成一个或多个结果；和将一个或多个结果的至少一部分或者一个或多个结果的指示发送到SSD控制器。更具体地，该存储器集成电路芯片可以包括控制器，该控制器包括数学功能性和逻辑功能性，其中逻辑功能性包括XOR功能性，AND功能性和OR功能性。其他特征和优点将在浏览以下附图、详细说明和权利要求时变得明显。另外，公开了其他实施例，且每一个实施例可以单独使用或者组合地一起使用。现在将参考附图描述实施例。附图说明参考以下附图和描述可以更好地理解该系统。在附图中，相同的附图标记指示遍及不同的图中相应的部分。图1示出与存储器装置连接的主机。图2示出SSD的框图。图3A示出闪存存储器芯片控制器的框图的第一实例。图3B-图3C示出分配给闪存存储器阵列中的块的一个或多个ALU的框图的实例。图3D是分配给闪存存储器区块的ALU的实例。图3E示出SSD控制器芯片的框图的第一实例。图4A-图4B分别示出闪存存储器芯片控制器和SSD控制器芯片的框图的第二实例。图5示出SSD控制器芯片的第三实例的框图。图6示出由闪存存储器芯片控制器执行的动作的流程图。图7示出由SSD控制器芯片执行的动作的流程图。具体实施方式主机装置可以包括一个或多个外围装置。该外围装置可以与主机装置通信(例如连接到主机装置)，从而扩展主机装置的功能性。一种类型的外围装置是存储装置，其增加主机装置的存储容量由此增加主机装置的功能性。如以下更详细地讨论的，存储装置可以包括在第一实施例中的固态驱动器(SSD)或者在第二实施例中的闪存驱动器。通常，主机装置可以执行一个或多个功能。如以下更详细地讨论的，所述功能可以包括数据库功能、图像处理功能、和/或文件系统功能。所列出的功能仅用于说明目的。其他功能是可预期的。在本专利技术的一个方面中，一功能的某些或者全部在存储装置中执行。在这点上，该功能的部分(或者全部)的执行可以分配给存储装置。在一个实施例中，一功能(或者一组功能)可以由存储装置执行。在一个方面中，仅存储装置的一部分执行该功能(或者该组功能)。如以下更详细地讨论的，SSD包括SSD控制器芯片和一个或多个闪存存储器芯片。在一种实现中，闪存存储器芯片(例如闪存存储器芯片内的控制器)执行该功能(或者该组功能)。作为另一种实现，SSD控制器芯片(例如SSD控制器芯片内的控制器)执行该功能(或者该组功能)。在另一方面中，存储装置的多个部分可以执行一功能(或者一组功能)。如以下更详细地讨论的，单个功能可以被划分为多个子功能，其中，存储装置的一部分(例如SSD控制器芯片)执行一个子功能，而存储装置的另一部分(例如闪存存储器芯片)执行另一子功能。在替代实施例中，多个功能可以被划分以使得功能的第一子集由存储装置执行，且功能的第二子集由主机装置执行。例如，一组功能涉及文件系统管理，如以下讨论的。关于文件系统管理的功能的第一子集(例如较低复杂度文件系统功能)可以由存储装置执行，且关于文件系统管理的功能的第二子集(例如较高复杂度文件系统功能)可以由主机装置执行。在另一实施例中，一单个功能可以被划分为第一子功能和第二子功能，其中第一子功能由存储装置执行，且第二子功能由主机装置执行。例如，一个功能是处理图像。更具体地，图像处理可以包括第一图像处理步骤和第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固态驱动器(SSD)，包括：SSD控制器，其包括SSD控制器运算逻辑单元(ALU)；一个或多个存储器芯片，其与所述SSD控制器通信，所述一个或多个存储器芯片包括：存储器；和控制器，其包括数学计算功能性或逻辑功能性，其中，所述SSD控制器配置为：从主机装置接收写入命令，所述写入命令包括一个或多个值；响应于接收所述写入命令，将写入指令发送到所述一个或多个存储器芯片以在存储器中存储所述一个或多个值，其中，所述SSD控制器进一步配置为：从所述主机装置接收命令；响应于接收到该命令，发送指令到一个或多个存储器芯片，其中，所述一个或多个存储器芯片配置为：响应于接收到所述指令，对预先存储在存储器芯片的存储器中的一个或多个值使用所述控制器的数学计算功能性或者逻辑功能性对预先存储在存储器芯片的存储器中的一个或多个值使用所述控制器的数学计算功能性或者逻辑功能性以生成一个或多个结果；和将所述一个或多个结果的至少一部分或者所述一个或多个结果的指示发送到所述SSD控制器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.29 US 14/290,3051.一种固态驱动器(SSD)，包括：SSD控制器，其包括SSD控制器运算逻辑单元(ALU)；一个或多个存储器芯片，其与所述SSD控制器通信，所述一个或多个存储器芯片包括：存储器；和控制器，其包括数学计算功能性或逻辑功能性，其中，所述SSD控制器配置为：从主机装置接收写入命令，所述写入命令包括一个或多个值；响应于接收所述写入命令，将写入指令发送到所述一个或多个存储器芯片以在存储器中存储所述一个或多个值，其中，所述SSD控制器进一步配置为：从所述主机装置接收命令；响应于接收到该命令，发送指令到一个或多个存储器芯片，其中，所述一个或多个存储器芯片配置为：响应于接收到所述指令，对预先存储在存储器芯片的存储器中的一个或多个值使用所述控制器的数学计算功能性或者逻辑功能性对预先存储在存储器芯片的存储器中的一个或多个值使用所述控制器的数学计算功能性或者逻辑功能性以生成一个或多个结果；和将所述一个或多个结果的至少一部分或者所述一个或多个结果的指示发送到所述SSD控制器。2.如权利要求1所述的SSD，其中，所述SSD配置为执行多个功能，所述多个功能包括第一组功能和第二组功能；其中，所述SSD控制器集成电路芯片配置为使用所述SSD控制器ALU执行第一组功能；和其中，所述一个或多个存储器芯片配置为使用各自的控制器以关于存储器中存储的一个或多个值执行第二组功能。3.如权利要求2所述的SSD，其中，所述第一组功能包括高级功能；和其中，所述第二组功能包括低级功能。4.如权利要求3所述的SSD，其中，所述SSD控制器配置为：浏览从主机装置接收到的命令；响应于所接收的命令确定要执行的一个或多个低级功能；确定所述一个或多个存储器芯片中哪个或哪些以发送指令以执行所确定的一个或多个低级功能；和将关于存储器中存储的一个或多个值执行所确定的一个或多个低级功能的指令发送到所确定的一个或多个存储器芯片。5.如权利要求3所述的SSD，其中，所述多个功能包括数据库功能、图像处理功能或者文件系统功能中的至少一个。6.如权利要求1所述的SSD，其中，来自主机装置的命令包括搜索命令；其中，响应于接收到搜索命令，所述控制器配置为将搜索指令发送到一个或多个存储器芯片，所述检索指令指示一个或多个存储器芯片搜索数据值；其中，各个存储器芯片配置为接收搜索指令；和其中，响应于接收搜索指令，各个存储器芯片的控制器配置为确定存储器中存储的一个或多个值是否匹配所述数据值，以生成响应于搜索命令的一个或多个结果。7.如权利要求6所述的SSD，其中，响应于从主机装置接收到搜索命令，所述SSD控制器配置为确定一个或多个高级功能和一个或多个低级功能，所述一个或多个低级功能中的至少一个包括所述搜索指令；其中，所述一个或多个高级功能不同于所述一个或多个低级功能；其中，所述SSD控制器配置为执行所述一个或多个高级功能；和其中，所述SSD控制器配置为命令所述一个或多个存储器芯片执行所述一个或多个低级功能。8.如权利要求1所述的SSD，其中，响应于从主机装置接收到数学计算命令，所述SSD控制器配置为确定各个存储器集成电路芯片的存储器中的执行数学计算的存储器位置，其中，所述数学计算指令指示执行数学计算；和其中，响应于确定各个存储器集成电路芯片的存储器中执行数学计算的存储器位置，所述SSD控制器配置为将数学计算的指示发送到各个存储器集成电路芯片。9.如权利要求8所述的SSD，其中，所述数学计算命令包括图像处理命令。10.如权利要求1所述的SSD，其中，所述一个或多个存储器集成电路芯片包括一个或多个闪存存储器芯片；和其中，所述存储器包括闪存存储器。11.如权利要求1所述的存储装置，其中，所述存储器包括硅基底和形成单片三维结构的多个存储器单元，其中，所述存储器单元中的至少一部分相对于硅基底垂直地设置。12.一种用于操作具有固态驱动器(SSD)控制器和存储器芯片的SSD的方法，所述SSD控制器包括SSD控制器运算逻辑单元(ALU)，所述存储器芯片包括存储器和控制器，所述控制器包括数学计算功能性或逻辑功能性，所述方法包括：所述SSD控制器经由配置为与主机装置通信的接口接收写入命令，所述写入命令包括一个或多个值；响应于接收到所述写入命令，所述SSD控制器指示存储器芯片在存储器中存储所述一个或多个值；所述SSD控制器从主机装置接收命令；响应于接收到所述命令，所述SSD控制器发送指令到存储器芯片，所述存储器芯片响应于接收到所述指令，对预先存储在存储器芯片的存储器中的一个或多个值使用所述控制器的数学计算功能性或者逻辑功能性以生成一个或多个结果；和所述存储器芯片将所述一个或多个结果的至少一部分或者所述一个或多个结果的指示发送到所述S...

【专利技术属性】
技术研发人员：WKC拉姆，
申请(专利权)人：桑迪士克科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US