用于多级别单元模式非易失性存储器的成本优化单级别单元模式非易失性存储器制造技术

描述涉及用于三级别单元(TLC)固态驱动器(SSD)的成本优化单级别单元(SLC)写缓冲相关的方法和设备。在一个实施例中，非易失性存储器包括在单级别单元(SLC)模式的第一区域和在多级别单元模式的第二区域。将第二区域的部分从多级别单元模式移动到SLC模式，而没有增加任何新容量到非易失性存储器，并且没有从非易失性存储器减少任何现有容量。还公开并且要求保护其他实施例。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于多级别单元模式非易失性存储器的成本优化单级别单元模式非易失性存储器相关申请本申请根据35U.S.C.365(b)要求2015年3月27日所提交的美国申请No.14/671,493的优先权。通过引用所述申请No.14/671,493的整体将其结合到本文中。
本公开一般涉及电子领域。更特定地，一些实施例一般涉及用于写缓冲的非易失性存储器的使用。
技术介绍
一般来说，被用来存储计算系统中的数据的存储器能够是易失性的(以存储易失性信息)或者非易失性的(以存储永久信息)。易失性存储器中所存储的易失性数据结构一般被用于所要求以支持程序的运行时期间的程序的功能性的暂时或中间信息。另一方面，非易失性(或永久存储器)中所存储的永久数据结构在程序的运行时之外是可用的，并且能够被再使用。此外，在用户或程序员决定使数据成为永久之前，新数据通常首先作为易失性数据来生成。例如，程序员或用户可引起易失性主存储器(其是由处理器直接可访问的)中的易失性结构的映射(即，例示)。另一方面，永久数据结构在非易失性存储装置(例如被附连到输入/输出(I/O或IO)总线的旋转磁盘)或者基于非易失性存储器的装置(例如固态驱动器)上来例示。随着计算能力在处理器中得到增强，一个顾虑是可由处理器来访问存储器的所处于速度。例如，为了处理数据，处理器可需要首先从存储器来取数据。在数据处理完成之后，结果可需要被存储在存储器中。因此，存储器存取速度能够对整体系统性能具有直接影响。另一个重要考虑是功率消耗。例如，在依靠电池电力的移动计算装置中，降低功率消耗以便允许装置在移动的同时进行操作是非常重要的。功率消耗对于非移动计算装置也是重要的，因为过度功率消耗可增加成本(例如，由于附加电力使用、增加冷却要求等)、缩短组件寿命、限制可使用装置的所处于位置等。硬盘驱动器提供相对低成本的存储解决方案，并且在许多计算装置中被用来提供非易失性存储装置。但是，与固态驱动器相比时，磁盘驱动器使用许多电力，因为硬盘驱动器需要以较高速度使其磁盘自旋，并且相对于自旋磁盘来移动磁盘磁头以读取/写入数据。这个物理移动生成热量，并且增加功率消耗。另外，与硬盘驱动器相比时，固态驱动器在执行读和写操作时要快许多。为此，许多计算段正在朝固态驱动器迁移。附图说明参照附图提供详细描述。附图中，参考标号最左边的(一个或多个)数字标识其中首次出现该参考标号的附图。不同附图中的相同参考标号的使用指示相似或相同项。图1和图4-6图示可被利用以实现本文所论述各种实施例的计算系统的实施例的框图。图2A和图2B图示按照一些实施例、固态驱动器中的所划分单级别单元与三级别单元模式。图2C图示依照实施例的年数与存储介质容量的图表。图3图示按照实施例的固态驱动器的各种组件的框图。具体实施方式在以下描述中，提出许多具体细节，以便提供对各种实施例的透彻了解。但是，即使没有具体细节也可实施各种实施例。在其他情况下，众所周知的方法、步骤、组件和电路没有被已详细描述，以免影响对特定实施例的理解。另外，可使用诸如集成半导体电路(“硬件”)、被组织为一个或多个程序的计算机可读指令(“软件”)或者硬件和软件的一些组合的各种部件，来执行实施例的各个方面。为了便于本公开的目的，提到“逻辑”应意为硬件、软件、固件或者它们的一些组合。如上所论述，非易失性存储器(例如具有NAND或NOR类型存储器单元的存储装置)的使用正在变得更加平常。在SLC(单级别单元)模式写入数据与在TLC(三级别单元)模式写入数据相比时，一般能够要快许多(例如有时要快五倍)地写入NAND介质。在SLC模式，NAND中的各单元可存储一比特的信息(或者两个不同级别0和1)，而在TLC模式，NAND中的各单元可存储三比特的信息(或者八个不同级别)。另外，具有TLCNAND的SSD(或者混合SSD)能够使用在混合模式的NAND介质。例如，SSD中的NAND的区域(擦除块的范围)被划分为SLC模式，以及NAND的其余部分被保留在TLC模式，以便为一些实现提供在突发模式的写性能方面的(例如五倍的)提升。一些方式分隔SSD内部的SLCNAND区域，并且将这个区域的持久性确定大小为足以使得所有主机写操作能够由这个缓冲器来吸收(例如，只要用户能够交错写操作)，从而允许SLCNAND区域中所存储的数据流动到TLCNAND区域(其中“流动”表示数据例如在适宜时间周期(例如空闲时间、非高峰期等)期间从一个存储位置移动到另一个存储位置或者从一个装置移动到另一个装置)。SLC区域的这个分隔要求区域对(a)适当写缓冲和(b)适当写持久性中的最大数来确定大小。但是，适当写持久性方面的确定大小引起大于SLCNAND缓冲器中所保留的必要容量。因为这个SLCNAND缓冲器是未暴露容量，所以不存在可用于这个基本上被浪费的NAND容量的直接每千兆字节美元收益。为此，一些实施例涉及用于(例如固态驱动器(SSD)中的)TLC非易失性存储器的成本优化SLC写缓冲。此外，一个实施例提供通过具有周转/动态SLC区域对适当写缓冲的SLCNAND(“SLC”)区域确定大小而无需增加SLC缓冲的任何新NAND容量的技术。这又引起两大改进：(a)用户可见容量的更大存储空间(例如(一个或多个)千兆字节)变成可用于可比的NAND配置；以及(b)NAND组件/介质的SLC持久性要求能够被降低(并且NAND组件不必对SLC持久性是合格的)。另外，虽然参照TLC非易失性存储器来论述一些实施例，但是这些实施例并不局限于TLC非易失性存储器，而是可被应用于任何类型的多级别单元(即，每单元存储多于一比特的信息，以提供多于2级别)非易失性存储器。此外，即使参照SSD(包括NAND和/或NOR类型的存储器单元)中的缺陷检测来论述一些实施例，实施例也并不局限于NAND，而是可被用于其他类型的非易失性存储器，包括例如(例如在块存储模式来使用的)下列一个或多个：纳米线存储器、铁电晶体管随机存取存储器(FeTRAM)、磁阻随机存取存储器(MRAM)、闪速存储器、自旋矩转移随机存取存储器(STTRAM)、电阻随机存取存储器、字节可寻址3维交叉点存储器、PCM(相变存储器)等。此外，处理器一般通过加载/存储指令(或者其变体)来访问存储器。固态驱动器和硬盘驱动器是块存储装置，并且使用块存储协议。这类驱动器可具有过分等待时间(在加载请求之后访问第一字节的时间)，并且因此它们使用前述块存储协议。一般来说，它们只能够按照512B增量(512字节被称作块)来访问，并且这个访问通过驱动程序来促进，以及处理器不知道如何直接访问所存储内容。本文所论述的技术可在各种计算系统(例如，包括诸如台式、工作站、服务器、机架系统等的非移动计算装置以及诸如智能电话、平板、UMPC(超级移动个人计算机)、膝上型计算机、Ultrabook™计算装置、智能手表、智能眼镜、智能手镯等的移动计算装置)中提供，包括参照图1-6所论述的那些系统。更特定地，图1图示按照实施例的计算系统100的框图。系统100可包括一个或多个处理器102-1至102-N(本文中一般被称作“(多个)处理器102”或“处理器102”)。处理器102可经由互连或总线104进行通信。各处理器可包括各种组件，为了清楚起本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种设备，包含：非易失性存储器，包括在单级别单元(SLC)模式的第一区域和在多级别单元模式的第二区域；以及逻辑，将所述第二区域的部分从所述多级别单元模式移动到所述SLC模式，而没有增加任何新容量到所述非易失性存储器，并且没有从所述非易失性存储器减少任何现有容量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.27 US 14/6714931.一种设备，包含：非易失性存储器，包括在单级别单元(SLC)模式的第一区域和在多级别单元模式的第二区域；以及逻辑，将所述第二区域的部分从所述多级别单元模式移动到所述SLC模式，而没有增加任何新容量到所述非易失性存储器，并且没有从所述非易失性存储器减少任何现有容量。2.如权利要求1所述的设备，其中，所写到所述第二区域的所述部分的数据要在被定向在所述非易失性存储器的写操作之间的空闲时间期间被移动到所述第一区域。3.如权利要求1所述的设备，包含将所述第二区域的一个或多个部分从所述多级别单元模式移动到所述SLC模式以创建所述第一区域的逻辑。4.如权利要求1所述的设备，其中，突发写操作要被定向在所述第一区域。5.如权利要求1所述的设备，其中，突发写操作要响应被定向在所述第一区域的突发写操作的阈值数量而被定向在所述第二区域。6.如权利要求1所述的设备，其中，所述多级别单元模式是三级别单元(TLC)模式。7.如权利要求1所述的设备，其中，所述非易失性存储器、所述逻辑和固态驱动器(SSD)处于同一集成电路装置上。8.如权利要求1所述的设备，其中，所述非易失性存储器要包含下列之一：纳米线存储器、铁电晶体管随机存取存储器(FeTRAM)、磁阻随机存取存储器(MRAM)、闪速存储器、自旋矩转移随机存取存储器(STTRAM)、电阻随机存取存储器、相变存储器(PCM)以及字节可寻址3维交叉点存储器。9.如权利要求1所述的设备，其中，SSD要包含所述非易失性存储器和所述逻辑。10.一种方法，包含：将非易失性存储器划分成包括在单级别单元(SLC)模式的第一区域和在多级别单元模式的第二区域；以及将所述第二区域的部分从所述多级别单元模式移动到所述SLC模式，而没有增加任何新容量到所述非易失性存储器，并且没有从所述非易失性存储器减少任何现有容量。11.如权利要求10所述的方法，还包含在定向在所述非易失性存储器的写操作之间的空闲时间期间将被写到所述第二区域的所述部分的数据移动到所述第一区域。12.如权利要求10所述的方法，还包含将所述第二区域的一个或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：AS拉马林加姆，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US