三层层次型存储器系统技术方案

本文中描述了与三层层次型存储器系统有关的系统、设备和方法。三层层次型存储器系统可以利用持久存储器来存储通常存储在非持久存储器中的数据，从而以比仅依赖非持久存储器的方法更低的成本增加分配给计算系统的存储空间量。实例设备可包含持久存储器和一或多个非持久存储器，所述非持久存储器配置成在所述设备从输入/输出(I/O)装置接收存取存储在所述持久存储器中的数据的请求之前将与所述I/O装置相关联的地址映射到逻辑电路系统中的地址，并在所述设备接收到所述请求并存取所述数据之后将与所述I/O装置相关联的所述地址映射到非持久存储器中的地址。到非持久存储器中的地址。到非持久存储器中的地址。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三层层次型存储器系统


[0001]本公开总体上涉及半导体存储器和方法，且更具体地说，涉及三层层次型存储器系统。

技术介绍

[0002]存储器装置通常提供为计算机或其它电子系统中的内部半导体集成电路。存在许多不同类型的存储器，包含易失性和非易失性存储器。易失性存储器可能需要电力来维持其数据(例如，主机数据、错误数据等)，并且包含随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)和同步动态随机存取存储器(SDRAM)等等。非易失性存储器可通过在断电时保留所存储的数据来提供持久数据，并且可包含NAND快闪存储器、NOR快闪存储器和电阻可变存储器，例如相变随机存取存储器(PCRAM)、电阻性随机存取存储器(RRAM)和磁阻随机存取存储器(MRAM)，如自旋力矩转移随机存取存储器(STT RAM)等等。
[0003]存储器装置可耦合到主机(例如，主机计算装置)以存储数据、命令和/或指令，以便在计算机或电子系统运行时供主机使用。例如，在计算或另一电子系统的操作期间，数据、命令和/或指令可在主机和存储器装置之间转移。
附图说明
[0004]图1是根据本公开的数个实施例的呈包含层次型存储器组件的设备形式的功能框图。
[0005]图2是根据本公开的数个实施例的呈包含层次型存储器组件的计算系统形式的功能框图。
[0006]图3是根据本公开的数个实施例的呈包含层次型存储器组件的计算系统形式的另一功能框图。
[0007]图4是根据本公开的数个实施例的表示数据存取操作的流程图。
[0008]图5是根据本公开的数个实施例的表示数据编程操作的流程图。
[0009]图6是根据本公开的数个实施例的表示三层层次型存储器系统的实例方法的流程图。
[0010]图7是根据本公开的数个实施例的表示三层层次型存储器系统的实例方法的另一流程图。
具体实施方式
[0011]本文中描述了三层层次型存储器系统。根据本公开的三层层次型存储器系统可以利用持久存储器来存储通常存储在非持久存储器中的数据，从而以比仅依赖非持久存储器的方法更低的成本增加分配给计算系统的存储空间量。实例设备包含持久存储器、第一非持久存储器和第二非持久存储器，所述第二非持久存储器配置成在所述设备从输入/输出
(I/O)装置接收存取存储在所述持久存储器中的数据的请求之前将与所述I/O装置相关联的地址映射到逻辑电路系统中的地址，并在所述设备接收到所述请求并存取所述数据之后将与所述I/O装置相关联的所述地址映射到所述第一非持久存储器中的地址。
[0012]计算系统在操作期间使用各种类型的存储器资源。例如，计算系统可在操作期间使用易失性(例如，随机存取存储器)存储器资源和非易失性(例如，存储)存储器资源的组合。一般来说，易失性存储器资源的操作速度可比非易失性存储器资源快得多，且寿命可比非易失性存储器资源更长；但是，易失性存储器资源通常比非易失性存储器资源更贵。如本文中所使用，易失性存储器资源可替代地称为“非持久存储器装置”，而非易失性存储器资源可替代地称为“持久存储器装置”。
[0013]但是，持久存储器装置可以更广泛地指代以持久方式存取数据的能力。作为实例，在持久存储器上下文中，存储器装置可以在存储器阵列中存储多个逻辑到物理映射或转译数据和/或查找表，以便跟踪数据在存储器装置中的位置，与存储器是否为非易失性无关。此外，持久存储器装置除了通过包含为连续过程服务命令的能力(例如，通过使用逻辑到物理映射、查找表等)来使用非易失性之外，还可以指代存储器的非易失性。
[0014]这些特性可能需要在计算系统中进行权衡，以便为计算系统提供足够的资源，以满足消费者和计算资源提供商不断增长的需求。例如，在多用户计算网络(例如，基于云的计算系统部署、软件定义的数据中心等)中，可以提供相对大量的易失性存储器来提供在多用户网络中运行的虚拟机。然而，通过依赖易失性存储器向多用户网络提供存储器资源(在一些方法中是常见的)，与向网络提供存储器资源相关联的成本可能会增加，尤其是当网络的用户需要使用越来越大的计算资源池时。
[0015]此外，在依赖易失性存储器来提供存储器资源以在多用户网络中提供虚拟机的方法中，一旦易失性存储器资源耗尽(例如，一旦将易失性存储器资源分配给多用户网络的用户)，在额外的易失性存储器资源可用或添加之前，无法将其他用户添加到多用户网络。这可能会导致潜在用户被拒绝，从而可能会导致收入损失，如果多用户网络可以使用额外的存储器资源，可能会产生收入损失。
[0016]易失性存储器资源，例如动态随机存取存储器(DRAM)倾向于以确定性方式操作，而非易失性存储器资源，例如存储类存储器(例如，NAND快闪存储器装置、固态驱动器、电阻可变存储器装置等)倾向于以非确定性方式操作。例如，由于对从存储类存储器装置检索的数据执行错误校正操作、加密操作、RAID操作等，从存储类存储器装置请求数据到数据可用之间的时间量可针对不同读取而不同，从而使得从存储类存储器装置检索数据不确定。相比之下，从DRAM装置请求数据到数据可用之间的时间量可针对不同读取保持固定，从而使得从DRAM装置检索数据具有确定性。
[0017]另外，由于易失性存储器资源的确定性行为和非易失性存储器资源的非确定性行为之间的区别，向和从存储器资源转移的数据通常穿过与所使用的存储器类型相关联的特定接口(例如，总线)。例如，向和从DRAM装置转移的数据通常经由双倍数据速率(DDR)总线传递，而向和从NAND装置转移的数据通常经由外围组件互连快速(PCI
‑
e)总线传递。然而，如将认识到的，可用来向和从易失性存储器资源和非易失性存储器资源转移数据的接口的实例不限于这些特定列举的实例。
[0018]由于非易失性存储器装置和易失性存储器装置的不同行为，一些方法选择在易失
性或非易失性存储器中存储特定类型的数据。与非易失性存储器装置的非确定性行为相比，这可以缓解由于例如易失性存储器装置的确定性行为而可能出现的问题。例如，在一些方法中，计算系统在易失性存储器装置中存储在计算系统操作期间定期存取的少量数据，而较大或存取频率较低的数据存储在非易失性存储器装置中。然而，在多用户网络部署中，绝大多数数据可能存储在易失性存储器装置中。相比之下，本文的实施例可以允许从部署在多用户网络中的非易失性存储器装置存储和检索数据。
[0019]如本文所描述，本公开的一些实施例针对计算系统，其中来自非易失性且因此是非确定性的存储器资源的数据经由接口传递，所述接口在其它方法中仅限于易失性且确定性的存储器资源使用。例如，在一些实施例中，可以经由DDR接口等接口向和从非易失性、非确定性存储器资源转移数据，例如NAND快闪装置、电阻可变存储器装置，如相变存储器装置和/或电阻性存储器装置(例如，三维交叉点(3D XP)存储器装置)、固态驱动器(SSD)，自选存储器(SSM)装置等，通过DDR接口等接口，在一些方法中，所述接口预留用于向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，其包括：持久存储器；第一非持久存储器；以及第二非持久存储器，其配置成：在所述设备从输入/输出(I/O)装置接收存取存储在所述持久存储器中的数据的请求之前，将与所述I/O装置相关联的地址映射到逻辑电路系统中的地址；且在所述设备接收到所述请求并存取所述数据之后，将与所述I/O装置相关联的所述地址映射到所述第一非持久存储器中的地址。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二非持久存储器包含在所述设备的存储器管理电路系统中。3.根据权利要求1至2中任一权利要求所述的设备，其中：所述持久存储器包括NAND存储器或3D交叉点存储器或这两者；且所述第一非持久存储器和所述第二非持久存储器各自包括动态随机存取存储器(DRAM)。4.根据权利要求1至2中任一权利要求所述的设备，其中：所述持久存储器配置成为计算系统提供存储容量；且所述第一非持久存储器配置成在所述计算系统的操作期间存储所述计算系统的主机计算装置所请求的数据。5.根据权利要求1至2中任一权利要求所述的设备，其中所述逻辑电路系统中的与所述I/O装置相关联的所述地址映射到的所述地址是所述逻辑电路系统的寄存器中的地址。6.一种设备，其包括：持久存储器装置；第一非持久存储器装置；以及具有第二非持久存储器的存储器管理电路系统，所述第二非持久存储器配置成：在所述设备从输入/输出(I/O)装置接收将数据编程到所述持久存储器的请求之前，将与所述I/O装置相关联的地址映射到逻辑电路系统中的地址；以及在所述设备接收所述请求并编程所述数据之后，将与所述I/O装置相关联的所述地址映射到所述第一非持久存储器装置中的地址。7.根据权利要求6所述的设备，其中所述第二非持久存储器配置成将与所述I/O装置相关联的额外地址映射到所述持久存储器装置中的地址。8.根据权利要求6所述的设备，其中所述第二非持久存储器配置成将与所述数据相关联的地址映射到所述逻辑电路系统。9.根据权利要求6至8中任一权利要求所述的设备，其中：与所述I/O装置相关联的所述地址与由所述第二非持久存储器映射的与所述I/O装置相关联的其它地址连续；且所述第一非持久存储器中的与所述I/O装置相关联的所述地址通过所述第二非持久存储器映射到的所述地址不与所述第一非持久存储器中的所述第二非持久存储器映射到的其它地址连续。10.一种方法，其包括：
在存储器管理电路系统的非持久存储器中将...

【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：