存储器设备及方法技术

本发明专利技术涉及存储器设备及方法。一种存储器设备，包括多个NAND闪存芯片、与NAND闪存芯片数据通信的动态随机存取存储器(DRAM)部、和控制器。每个NAND闪存芯片具有第一存储容量，且包括存储器区段，每个存储器区段包括多个页。DRAM部具有第二存储容量，第二存储容量至少与第一存储容量一样大。控制器被配置为选择NAND闪存芯片中的一个NAND闪存芯片作为当前选择的NAND闪存芯片以用于写数据的，将在当前选择的NAND闪存芯片中的所有有效页复制到DRAM部中，且响应于对逻辑存储器位置的写请求，逻辑存储器位置映射到在NAND闪存芯片的一个中的特定物理位置，分配当前选择的NAND闪存芯片以用于写到包括特定物理位置的特定页。

【技术实现步骤摘要】
存储器设备及方法
本说明书总体涉及存储器系统。
技术介绍
可以使用各种各样的存储器设备来为各种计算机和类似系统维持和存储数据和指令。在传统计算系统中，已经典型地采用动态随机存取存储器(DRAM)技术来操作计算机的动态存储器以便用于用以高速操作的应用。然而，计算机系统中作为主存储器使用的DRAM已经不再像过去那样迅速扩展了。因此，DRAM存储器已经成为计算环境中受限的资源。为了解决受限的DRAM，可以使用盘驱动器作为交换空间来将不频繁使用的存储器数据从DRAM复制出到盘驱动器。所述数据可以在下一次使用的时候被复制回DRAM。然而，通常，这个过程具有严重的性能后果。因此，在现代服务器中很少使用这个过程。为了解决这些性能后果，可以使用基于NAND闪存的固态驱动器(SSD)作为交换空间。然而，即使使用基于NAND闪存的SSD也可能对性能具有不被期望的影响。例如，基于闪存的存储器具有某些的限制，包括更慢的数据写时间以及与不得不更新整个扇区(而不是如在针对主存储器整个采用DRAM的传统系统中更新独立地址)相关联的延迟。
技术实现思路
在本说明书中描述的本公开主题的一个创新方面被具体体现在一种存储器设备，所述存储器设备包括多个NAND闪存芯片、与所述NAND闪存芯片数据通信的动态随机存取存储器(DRAM)部和控制器。所述多个NAND闪存芯片中的每个NAND闪存芯片包括存储器区段，使得每个存储器区段包括多个页，并且每个NAND闪存芯片具有第一存储容量。所述DRAM部具有第二存储容量，所述第二存储容量至少与所述多个NAND闪存芯片中的每个NAND闪存芯片的所述第一存储容量一样大。所述控制器被配置为选择所述NAND闪存芯片中的一个NAND闪存芯片作为当前选择的NAND闪存芯片以用于写数据，且将在所述当前选择的NAND闪存芯片中的所有有效页复制到所述DRAM部中。所述控制器也被配置为用于：响应于对逻辑存储器位置的写请求，所述逻辑存储器位置被映射到所述NAND闪存芯片中的一个NAND闪存芯片中的特定物理位置，分配所述当前选择的NAND闪存芯片以用于写到包括所述特定物理位置的特定页。在某些实施方式中，所述控制器被配置为选择所述多个NAND闪存芯片中的另一个NAND闪存芯片作为排队的NAND闪存芯片以用于在所述当前选择的NAND闪存芯片被识别为满之后写数据，以及将在所述排队的NAND闪存芯片中的所有有效页复制到所述DRAM部中。在某些实施方式中，所述控制器被配置为响应于对于访问存储在所述多个NAND闪存芯片中的特定页的请求，而将所述特定页从所述多个NAND闪存芯片读入到包括DRAM的主存储器。在本说明书中描述的本公开主题的一个创新方面被具体体现在一种方法中，所述方法包括以下动作：选择所述NAND闪存芯片中的一个NAND闪存芯片作为当前选择的NAND闪存芯片以用于写数据，每个NAND闪存芯片具有第一存储容量且包括存储器区段，且每个存储器区段包括多个页；以及将在所述当前选择的NAND闪存芯片中的所有有效页复制到与所述NAND闪存芯片数据通信的动态随机存取存储器(DRAM)部，所述DRAM部具有第二存储容量，所述第二存储容量至少与所述多个NAND闪存芯片的每个NAND闪存芯片的所述第一存储容量一样大；以及响应于对映射到逻辑存储器位置的写请求，所述逻辑存储器位置被映射到所述NAND闪存芯片中的一个NAND闪存芯片中的特定物理位置，分配所述当前选择的NAND闪存芯片以用于写到包括所述特定物理位置的特定页。通常地，在本说明书描述的本公开主题的另一方面可以被具体体现在一种方法中，所述方法包括以下动作：选择所述多个NAND闪存芯片中的另一个NAND闪存芯片作为排队的NAND闪存芯片以用于在所述当前选择的NAND闪存芯片被识别为满之后写数据；以及将在所述排队的NAND闪存芯片中的所有有效页复制到所述DRAM部。在本说明书描述的本公开主题的另一方面可以被具体体现在一种方法中，所述方法包括以下动作：响应于对于访问存储在所述多个NAND闪存芯片中的特定页的请求，而将所述特定页从所述多个NAND闪存芯片读入到包括DRAM的主存储器中。这些方面的其它实施例包括被配置为执行所述方法的动作的对应的系统、装置和被编码在计算机存储设备上的计算机程序。这些和其他实施方式可以每个可选择地包括下述特性的一个或多个。例如，基于在所述多个NAND闪存芯片中具有所述最少数目的有效页，所述多个NAND闪存芯片中的所述另一个NAND闪存芯片选择为排队的NAND闪存芯片。在某些实施方式中，用于向所述当前选择的AND闪存芯片写数据的特定物理位置是基于以下中的至少一条来确定的：(i)最少访问页和(ii)近期最少使用页。在某些实施方式中，所述存储器区段包括相应NAND闪存芯片的分区，且分区允许在所述相应NAND闪存芯片的第一分区中的写操作期间在相同的所述相应NAND闪存芯片的另一分区中的所述读操作。在某些实施方式中，所述存储器区段包括所述相应构成NAND闪存芯片。在某些实施方式中，每个NAND闪存芯片包括多个分区，每个分区具有特定的存储容量，且所述DRAM部的所述第二存储容量与每个分区的所述特定存储容量至少一样大。在某些实施方式中，每个NAND闪存芯片包括多个分区，每个分区具有特定存储容量，且所述DRAM部的所述第二存储容量或者与每个分区的所述特定存储容量的大小大致相等，或者是每个分区的所述特定存储容量的大小的大约两倍。在某些实施方式中，所述多个NAND闪存芯片是耦合到输入/输出(I/O)总线的模块的部分，且所述模块进一步包括DRAM部，其中，所述DRAM部的所述第二存储容量大约是每个NAND闪存芯片的所述第一存储容量的大小的两倍。在某些实施方式中，所述多个NAND闪存芯片被耦合到输入/输出(I/O)总线，且其中，所述DRAM部是包括DRAM的主存储器的部分。在某些实施方式中，所述多个NAND闪存芯片和所述DRAM部是模块的部分，且所述DRAM的所述第二存储容量至少与每个NAND闪存芯片的所述第一存储容量的两倍一样大。在下文的附图描述和实施方式中阐述本专利技术的一个或多个实施例的细节。本专利技术的其他特性和优点将从描述、附图、和权利要求中显而易见。附图说明图1描述包括根据本公开的实施方式的存储器设备的系统的示例。图2A描述包括根据本公开的实施方式的存储器设备的系统的示例。图2B描述包括根据本公开的实施方式的存储器设备的系统的示例。图2C描述包括根据本公开的实施方式的存储器设备的系统的示例。图3描述根据本公开的实施方式的NAND闪存模块的示例。图4描述根据本公开的实施方式的方法的示例流程图。在各种附图中，相似的附图标记和标号指示相似的元件。具体实施方式下文描述的存储器系统包括与DRAM部数据通信的NAND闪存芯片。每个NAND闪存芯片定义具有多个页的存储器区段，且每个NAND闪存芯片具有第一存储容量。DRAM部与NAND闪存芯片数据通信。DRAM部具有第二存储容量，所述第二存储容量至少与每个所述NAND闪存芯片的第一存储容量一样大。所述存储器系统也包括控制器，所述控制器被配置为选择NAND闪存芯片中的一个NAND闪存芯片作为当前选择的NAND闪存芯片以用于写数据，且随后将在当前选择的NA本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种存储器设备，包括：多个NAND闪存芯片，所述多个NAND闪存芯片中的每个NAND闪存芯片包括存储器区段，其中，每个存储器区段包括多个页，并且其中每个NAND闪存芯片具有第一存储容量；与所述NAND闪存芯片进行数据通信的动态随机存取存储器DRAM部，所述DRAM部具有第二存储容量，所述第二存储容量至少与所述多个NAND闪存芯片中的每个NAND闪存芯片的所述第一存储容量一样大；以及控制器，所述控制器被配置为：选择所述NAND闪存芯片中的一个NAND闪存芯片作为当前选择的NAND闪存芯片，以用于写数据；将在所述当前选择的NAND闪存芯片中的所有有效页复制到所述DRAM部中；以及响应于对逻辑存储器位置的写请求，分配所述当前选择的NAND闪存芯片以用于写到包括所述特定物理位置的特定页，所述逻辑存储器位置被映射到所述NAND闪存芯片的一个NAND闪存芯片中的特定物理位置。

【技术特征摘要】
2015.11.09 US 14/936,4861.一种存储器设备，包括：多个NAND闪存芯片，所述多个NAND闪存芯片中的每个NAND闪存芯片包括存储器区段，其中，每个存储器区段包括多个页，并且其中每个NAND闪存芯片具有第一存储容量；与所述NAND闪存芯片进行数据通信的动态随机存取存储器DRAM部，所述DRAM部具有第二存储容量，所述第二存储容量至少与所述多个NAND闪存芯片中的每个NAND闪存芯片的所述第一存储容量一样大；以及控制器，所述控制器被配置为：选择所述NAND闪存芯片中的一个NAND闪存芯片作为当前选择的NAND闪存芯片，以用于写数据；将在所述当前选择的NAND闪存芯片中的所有有效页复制到所述DRAM部中；以及响应于对逻辑存储器位置的写请求，分配所述当前选择的NAND闪存芯片以用于写到包括所述特定物理位置的特定页，所述逻辑存储器位置被映射到所述NAND闪存芯片的一个NAND闪存芯片中的特定物理位置。2.根据权利要求1所述的存储器设备，其中，所述至少一个控制器被配置为：选择所述多个NAND闪存芯片中的另一个NAND闪存芯片作为排队的NAND闪存芯片，以用于在所述当前选择的NAND闪存芯片被识别为满之后写数据；以及将在所述排队的NAND闪存芯片中的所有有效页复制到所述DRAM部中。3.根据权利要求2所述的存储器设备，其中，基于在所述多个NAND闪存芯片中具有最少数目的有效页，所述多个NAND闪存芯片中的所述另一个NAND闪存芯片被选择为排队的NAND闪存芯片。4.根据权利要求1所述的存储器设备，其中，用于向所述当前选择的NAND闪存芯片写数据的所述特定物理位置是基于以下中的至少一个来确定的：(i)最少访问的页和(ii)近期最少使用的页。5.根据权利要求1所述的存储器设备，其中，所述存储器区段包括相应NAND闪存芯片的分区，并且其中，在所述相应NAND闪存芯片的另一分区中的写操作期间，分区允许在相同的所述相应NAND闪存芯片的第一分区中的读操作。6.根据权利要求1所述的存储器设备，其中，所述存储器区段包括相应的构成NAND闪存芯片。7.根据权利要求1所述的存储器设备，其中，所述多个NAND闪存芯片是耦合到输入/输出I/O总线的模块的一部分，所述模块进一步包括所述DRAM部，其中，所述DRAM部的所述第二存储容量大约是每个NAND闪存芯片的所述第一存储容量的大小的两倍。8.根据权利要求1所述的存储器设备，其中，所述多个NAND闪存芯片被耦合到输入/输出I/O总线，并且其中，所述DRAM部是包括DRAM的主存储器的一部分。9.根据权利要求1所述的存储器设备，其中，所述多个NAND闪存芯片和所述DRAM部是耦合到存储器总线的模块的一部分，并且其中，所述DRAM部的所述第二存储容量至少与每个NAND闪存芯片的所述第一存储容量的两倍一样大。10.根据权利要求1所述的存储器设备，其中，所述至少一个控制器被配置为：响应于对于访问存储...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫尼什·沙阿，
申请(专利权)人：谷歌公司，
类型：发明
国别省市：美国,US