存储设备及其操作方法技术

提供了一种包括第一非易失性存储器设备和第二非易失性存储器设备的存储设备及其操作方法。该方法包括：检测突然断电；响应于检测到的突然断电，暂停第一非易失性存储器设备中正在执行的操作；将关于所暂停操作的暂停信息写入第二非易失性存储器设备；并且在突然断电之后的通电时，基于写入第二非易失性存储器设备的暂停信息，对第一非易失性存储器设备执行块管理操作。

Storage device and operation method

【技术实现步骤摘要】
存储设备及其操作方法相关申请的交叉引用本申请要求向韩国知识产权局于2018年8月21日提交的韩国专利申请No.10-2018-0097281和于2018年12月6日提交的韩国专利申请No.10-2018-0156245的优先权，其全部公开内容通过引用的方式并入本文中。
本专利技术构思的实施例涉及半导体存储器，并且更具体地涉及一种存储设备及其操作方法。
技术介绍
半导体存储器设备分类为存储数据在电力关闭时会消失的易失性存储器设备，比如静态随机存取存储器(SRAM)或动态随机存取存储器(DRAM)，或者即使在电力关闭时存储数据也能得到保留的非易失性存储器设备，比如闪存设备，相变RAM(PRAM)、磁性RAM(MRAM)、电阻RAM(RRAM)或铁电RAM(FRAM)。基于闪存的高容量存储设备通过外部电力操作。在这种情况下，如果在存储设备操作期间发生了突然断电(SPO)，那么，存储设备通过使用单独的辅助电源(如超级电容器或钽电容器)来完成存储设备中正在执行的操作(例如，编程操作或擦除操作)。然而，由于完成存储设备正在执行的操作要花费大量的时间，因此需要高容量的辅助电源，由此造成存储设备的面积及成本的增加。
技术实现思路
本专利技术构思的实施例提供了一种能够使用缩减的辅助电源来应对突然断电的存储设备及其操作方法。根据一些示例性实施例，一种包括第一非易失性存储器设备和第二非易失性存储器设备的存储设备的操作方法包括：检测突然断电；响应于检测的突然断电，暂停在第一非易失性存储器设备中正在执行的操作；将关于所暂停操作的暂停信息写入第二非易失性存储器设备；并且在突然断电之后的通电时，基于写入第二非易失性存储器设备的暂停信息，对第一非易失性存储器设备执行块管理操作。根据一些示例性实施例，一种存储设备包括：第一非易失性存储器设备，存储用户数据；第二非易失性存储器设备，存储关于第一非易失性存储器设备的操作的操作信息；以及存储控制器，在发生突然断电时暂停在第一非易失性存储器设备中正在执行的操作，在存储在第二非易失性存储器设备中的操作信息之中与所暂停操作对应的操作信息中写入突然断电标志，并且在突然断电之后的通电时，基于写入第二非易失性存储器设备的突然断电标志，对第一非易失性存储器设备执行块管理操作。根据一些示例性实施例，一种存储设备包括：第一非易失性存储器设备；第二非易失性存储器设备，临时存储待存储到第一非易失性存储器设备的用户数据；以及存储控制器，在突然断电时暂停在第一非易失性存储器设备中执行的操作，对于临时存储在第二非易失性存储器设备中的用户数据之中未存储在第一非易失性存储器设备中的数据，写入突然断电标志，并且在突然断电之后的通电时，基于写入第二非易失性存储器设备的突然断电标志，执行未存储在第一非易失性存储器设备中的数据从第二非易失性存储器设备到第一非易失性存储器设备的迁移。附图说明参考附图，通过详细地描述本专利技术构思的示例性实施例，本专利技术构思的上述及其他目的和特征将变得显而易见。图1是示出了根据本专利技术构思的一些示例性实施例的存储系统的框图。图2是示出了图1的存储系统的软件层的框图。图3是示出了图1的存储控制器的框图。图4是示出了图1的存储设备的操作的流程图。图5是示出了图4的操作S160的流程图。图6A至图6C是描述了根据图4和图5的流程图的存储设备的操作的示图。图7A和图7B是描述了根据在擦除操作之前执行验证操作的方式的擦除操作的示图。图8A和图8B是示出了将暂停信息写入第二非易失性存储器设备的操作的时序图。图9、图10A和图10B是描述了根据本专利技术构思的一些示例性实施例的存储设备的操作的示图。图11是示出了根据本专利技术构思的一些示例性实施例的存储系统的框图。图12是示出了根据本专利技术构思的一些示例性实施例的存储系统的框图。图13是示出了图12的存储设备的操作的流程图。图14A至图14C是描述了根据图13的流程图的操作的示图。图15是示出了根据本专利技术构思的一些示例性实施例的存储系统的框图。图16是示出了根据本专利技术构思的一些示例性实施例的存储系统的框图。图17是示出了根据本专利技术构思的一些示例性实施例的存储系统的框图。具体实施方式在下文中，可以详细且清楚地描述本专利技术构思的一些示例性实施例，使得本领域的普通技术人员能够容易地实现本专利技术构思。图1是示出了根据本专利技术构思的一些示例性实施例的存储系统的框图。参考图1，存储系统10可以包括主机11和存储设备100。存储系统10可以是计算系统，诸如个人计算机、服务器、工作站、笔记本、数码相机和/或智能手机。存储设备100可以用作存储系统10的高容量存储介质。主机11可以将数据存储到存储设备100或者可以读取存储在存储设备100中的数据。在一些示例性实施例中，主机11可以向存储设备100提供电力PWR。存储设备100可以包括存储控制器110、第一非易失性存储器设备120、第二非易失性存储器设备130和/或电源管理集成电路PMIC。在主机11的控制下，存储控制器110可以将数据存储到第一非易失性存储器设备120，或者可以读取存储在第一非易失性存储器设备120中的数据。第一非易失性存储器设备120可以在存储控制器110的控制下操作。第二非易失性存储器设备130可以存储存储控制器110进行操作所需的各种信息。在一些示例性实施例中，第一非易失性存储器设备120可以是NAND闪存设备，而第二非易失性存储器设备130可以是磁性随机存取存储器(MRAM)。然而，本专利技术构思并不局限于此。例如，第一非易失性存储器设备120和第二非易失性存储器设备130可以包括各种非易失性存储器设备，诸如闪存、MRAM、PRAM、RRAM和FRAM。在一些示例性实施例中，第二非易失性存储器设备130可以具有比第一非易失性存储器设备120更高的操作速度。电源管理集成电路PMIC可以基于来自主机11的电力PWR提供存储设备100进行操作所需的电力。例如，电源管理集成电路PMIC可以供应存储控制器110、第一非易失性存储器设备120和第二非易失性存储器设备130中的每一个进行操作所需的电力。在一些示例性实施例中，来自主机11的电力PWR可能突然被阻断或关闭。这称为“突然断电(SPO)”。电源管理集成电路PMIC可以检测这种突然断电，并且可以将突然断电信号(下文中称为“SPO信号”)发送到存储控制器110。响应于SPO信号，存储控制器110可以暂停第一非易失性存储器设备120的操作，并且可以将关于所暂停操作的信息作为暂停信息SPI存储到第二非易失性存储器设备130。暂停信息SPI可以包括关于第一非易失性存储器设备120中暂停的操作的命令信息和地址信息。在突然断电之后，在存储设备100通电的情况下(例如，电力供应得到恢复)，存储控制器110可以基于存储在第二非易失性存储器设备1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包括第一非易失性存储器设备和第二非易失性存储器设备的存储设备的操作方法，所述方法包括：/n检测突然断电；/n响应于检测到的突然断电，暂停所述第一非易失性存储器设备中正在执行的操作；/n将关于所暂停操作的暂停信息写入所述第二非易失性存储器设备；并且/n在所述突然断电之后的通电时，基于写入所述第二非易失性存储器设备的所述暂停信息，对所述第一非易失性存储器设备执行块管理操作。/n

【技术特征摘要】
20180821 KR 10-2018-0097281;20181206 KR 10-2018-011.一种包括第一非易失性存储器设备和第二非易失性存储器设备的存储设备的操作方法，所述方法包括：
检测突然断电；
响应于检测到的突然断电，暂停所述第一非易失性存储器设备中正在执行的操作；
将关于所暂停操作的暂停信息写入所述第二非易失性存储器设备；并且
在所述突然断电之后的通电时，基于写入所述第二非易失性存储器设备的所述暂停信息，对所述第一非易失性存储器设备执行块管理操作。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述暂停信息包括与所暂停操作对应的暂停的命令和暂停的地址。


3.根据权利要求2所述的方法，其中所述块管理操作包括重映射操作和垃圾收集GC优先级调整操作，
其中当所述暂停的命令是编程命令时，对与所述暂停的地址对应的存储块执行所述重映射操作，并且
其中当所述暂停的命令是擦除命令时，对与所述暂停的地址对应的所述存储块执行所述GC优先级调整操作。


4.根据权利要求3所述的方法，其中所述重映射操作包括：将与所述暂停的地址对应的所述存储块作为无效块处理，执行存储在所述存储块中的数据到另一个存储块的迁移，并且将与所迁移数据对应的逻辑地址映射到所述另一个存储块的物理地址上。


5.根据权利要求3所述的方法，其中所述GC优先级调整操作包括提高与所述暂停的地址对应的所述存储块的GC优先级，
所述方法还包括：
基于所述GC优先级，对所述第一非易失性存储器设备执行垃圾收集操作。


6.根据权利要求5所述的方法，其中基于所述存储块的编程和擦除周期进一步调整所述存储块的所述GC优先级。


7.根据权利要求2所述的方法，还包括：
对所述第一非易失性存储器设备执行擦除操作，
其中，当所述擦除操作针对的存储块对应于所述暂停的地址时，按照在所述擦除操作之前执行验证操作的方式擦除所述存储块，并且
其中，当所述擦除操作针对的所述存储块不对应于所述暂停的地址时，基于正常擦除方式擦除所述存储块。


8.根据权利要求1所述的方法，其中所述突然断电是与所述第一非易失性存储器设备相关联的突然断电。


9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二非易失性存储器设备的操作速度比所述第一非易失性存储器设备的操作速度快。


10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一非易失性存储器设备是NAND闪存设备，并且所述第二非易失性存储器设备是磁性随机存取存储器MRAM。


11.一种存储设备，包括：
第一非易失性存储器设备，配置为存储用户数据；
第二非易失性存储器设备，配置为存储关于所述第一非易失性存储器设备的操作的操作信息；以及
存储控制器，配置为：在发生突然断电时暂停在所述第一非易失性存储器设备中正在执行的操作；...

【专利技术属性】
技术研发人员：金兑炫，金灿景，沈相元，表锡洙，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR