多个并发存储器存取操作的优先化功率预算仲裁制造技术

本申请涉及多个并发存储器存取操作的优先化功率预算仲裁。一种存储器装置包含存储器裸片，每一存储器裸片包含：存储器阵列；存储器，其用以存储数据结构；以及控制逻辑，其包含：多个处理线程，其用以在所述存储器阵列上并发地执行存储器存取操作；优先级环形计数器，所述数据结构用以存储所述优先级环形计数器的值与所述多个处理线程的子集之间的关联；线程管理器，其用以在功率管理循环之前使所述优先级环形计数器的所述值递增且识别对应于所述多个处理线程的所述子集的一或多个优先化处理线程；以及峰值功率管理器，其与所述线程管理器耦合且用以在所述功率管理循环期间优先化功率到所述一或多个优先化处理线程的分配。分配。分配。

【技术实现步骤摘要】
多个并发存储器存取操作的优先化功率预算仲裁


[0001]本公开的实施例大体上涉及存储器子系统，且更具体地说，涉及多个并发存储器存取操作的优先化功率预算仲裁。

技术介绍

[0002]存储器子系统可包含存储数据的一或多个存储器装置。存储器装置可为例如非易失性存储器装置和易失性存储器装置。一般来说，主机系统可以利用存储器子系统以在存储器装置处存储数据且从存储器装置检索数据。

技术实现思路

[0003]本公开的实施例提供一种存储器装置，其包括：多个存储器裸片，所述多个存储器裸片中的每一存储器裸片包括：存储器阵列；存储器，其用以存储数据结构；以及控制逻辑，其以操作方式与所述存储器阵列和所述存储器耦合，其中所述控制逻辑包括：多个处理线程，其用以在所述存储器阵列上并发地执行存储器存取操作；优先级环形计数器，其中所述数据结构用以存储所述优先级环形计数器的值与所述多个处理线程的子集之间的关联；线程管理器，其用以在功率管理循环之前使所述优先级环形计数器的所述值递增且识别对应于所述多个处理线程的所述子集的一或多个优先化处理线程；以及峰值功率管理器，其与所述线程管理器耦合且用以在所述功率管理循环期间优先化功率到所述一或多个优先化处理线程的分配。
[0004]本公开的另一实施例提供一种存储器装置，其包括：存储器阵列；以及控制逻辑，其以操作方式与所述存储器阵列耦合，以执行包括以下各项的操作：基于优先级环形计数器的值而将功率分配到多个处理线程中的一或多个优先化处理线程，所述多个处理线程用以在所述存储器阵列上执行存储器存取操作；当所述一或多个优先化处理线程正在运行时且响应于检测到所述功率分配到所述多个处理线程中的非优先化处理线程而启动计时器；当所述计时器正在运行时：在每一功率管理循环之前使所述优先级环形计数器递增；以及优先化所述功率到位于对应于所述优先级环形计数器的值的所述多个处理线程的子集内的所述一或多个优先化处理线程的分配；以及响应于所述计时器在完成所述非优先化处理线程之前到期，基于递增到非优先级环形计数器的值而在所述多个处理线程的子集之间转变功率分配。
[0005]本公开的又一实施例提供一种方法，其包括：由多个存储器裸片中的存储器裸片的控制逻辑基于非优先级环形计数器的值而将功率分配到多个处理线程中的非优先化处理线程，所述多个处理线程用以在所述存储器裸片的存储器阵列上执行存储器存取操作；当所述非优先化处理线程正在运行时且响应于检测到所述功率分配到所述多个处理线程中的一或多个优先化处理线程中的优先化处理线程，由所述控制逻辑启动计时器；当所述计时器正在运行时：在每一功率管理循环之前使优先级环形计数器递增；以及优先化所述功率到位于对应于所述优先级环形计数器的值的所述多个处理线程的子集内的所述一或
多个优先化处理线程的分配；以及响应于所述计时器在完成所述非优先化处理线程之前到期，基于递增到所述非优先级环形计数器的所述值，由所述控制逻辑在所述多个处理线程的子集之间转变功率分配。
附图说明
[0006]根据下文给出的详细描述和本公开的各种实施例的附图，将更充分地理解本公开。
[0007]图1A示出根据至少一些实施例的包含存储器子系统的实例计算系统。
[0008]图1B是根据实施例的存储器装置与存储器子系统的存储器子系统控制器通信的框图。
[0009]图2是示出根据至少一些实施例的具有存储器子系统中的多个存储器裸片的多裸片封装的框图。
[0010]图3是示出根据至少一些实施例的被配置成用于并行平面存取的多平面存储器装置的框图。
[0011]图4是示出根据至少一些实施例的被配置成用于多个处理线程的优先化功率预算仲裁的存储器裸片的框图。
[0012]图5是示出根据至少一些实施例的由存储器裸片的线程管理器实施的非优先级环形计数器的操作的框图。
[0013]图6是根据至少一些实施例的使用环形计数器在存储器装置中进行功率预算仲裁的实例方法的流程图。
[0014]图7是根据至少一些实施例的使用轮询窗口在存储器装置中进行功率预算仲裁的实例方法的流程图。
[0015]图8是示出根据至少一些实施例的存储器命令包和时序图的组合的框图。
[0016]图9是示出根据至少一些实施例的多个并发存储器存取操作的多平面优先化功率预算仲裁的图表。
[0017]图10A到10B是示出根据至少一些额外实施例的多个并发存储器存取操作的多平面优先化功率预算仲裁的图表。
[0018]图11是根据至少一些实施例的多个并发处理线程的优先化功率预算仲裁的实例方法的流程图。
[0019]图12是本公开的实施例可在其中操作的实例计算机系统的框图。
具体实施方式
[0020]本公开的各方面涉及多个并发存储器存取操作的优先化功率预算仲裁。非易失性存储器装置的一个实例是与非(NAND)存储器装置。存储器装置可由以存储器单元的二维或三维网格布置的位构成，以包含多裸片存储器装置的每一裸片。存储器单元的一或多个物理块可分组在一起以形成存储器装置的平面，以便允许在每一平面上进行并发操作，其中这些物理块由多组存储器单元页构成。
[0021]每一存储器裸片可包含执行两个或更多个存储器平面的并发存储器页存取的电路系统。举例来说，每一存储器裸片可包含可由每一存储器裸片的平面共享的多个存取线
驱动器电路和电源电路，以促进两个或更多个存储器平面的包含不同页类型的页的并发存取。为易于描述，这些电路通常可称为独立平面驱动器电路。存储器装置的每一裸片上的控制逻辑包含数个分开的处理线程以执行并发存储器存取操作(例如，读取操作、编程操作和擦除操作)。举例来说，每一处理线程对应于相应存储器平面且利用相关联独立平面驱动器电路在相应存储器平面上执行存储器存取操作。当这些处理线程独立地操作时，与每一处理线程相关联的功率使用和要求也发生改变。
[0022]三维存储器的电容性负载通常很大，且可能随着工艺缩放的继续而继续增长。在感测(例如，读取或验证)、编程和擦除操作期间，可非常快速地对各种存取线、数据线和电压节点充电或放电，使得存储器阵列存取操作可符合例如满足数据吞吐量目标通常所需的可能由客户要求或行业标准所规定的性能规范。对于依序读取或编程，通常使用多平面操作来增加系统吞吐量。因此，典型的存储器裸片可具有高峰值电流使用，其可为平均电流振幅的四倍到五倍。因此，在此总电流使用预算的高平均市场要求的情况下，例如并发操作多于四个存储器裸片可能变得具有挑战性。
[0023]已经利用各种技术来管理含有多个存储器裸片的存储器子系统的功耗，其中许多存储器裸片依赖于存储器子系统控制器以交错存储器裸片的活动，从而避免在多于一个存储器裸片中并发执行存取操作的高功率部分。此外，由于在每一个别存储器裸片上使用额外的处理线程(例如，4、6或8个处理线程)，因此这些功率管理技术不足以解决与每一个别存储器裸片内的预算电流使用相关联的增加的复杂性。
[0024]本公开的各方面通过在存储器子系统的存储器装置中提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存储器装置，其包括：多个存储器裸片，所述多个存储器裸片中的每一存储器裸片包括：存储器阵列；存储器，其用以存储数据结构；以及控制逻辑，其以操作方式与所述存储器阵列和所述存储器耦合，其中所述控制逻辑包括：多个处理线程，其用以在所述存储器阵列上并发地执行存储器存取操作；优先级环形计数器，其中所述数据结构用以存储所述优先级环形计数器的值与所述多个处理线程的子集之间的关联；线程管理器，其用以在功率管理循环之前使所述优先级环形计数器的所述值递增且识别对应于所述多个处理线程的所述子集的一或多个优先化处理线程；以及峰值功率管理器，其与所述线程管理器耦合且用以在所述功率管理循环期间优先化功率到所述一或多个优先化处理线程的分配。2.根据权利要求1所述的存储器装置，其中所述一或多个优先化处理线程包括以下中的一个：前导线程，其为所述存储器裸片的主处理线程；或所述前导线程和所述多个处理线程的所述子集内的线程组合的一或多个处理线程。3.根据权利要求2所述的存储器装置，其中所述线程管理器进一步用以从多个数据结构中选择包含与所述一或多个处理线程相关联的优先化指示符的所述数据结构。4.根据权利要求1所述的存储器装置，其中，为了识别所述一或多个优先化处理线程，所述线程管理器用以针对每一存储器存取操作：解析存储器命令包以存取前缀值，所述存储器命令包与所述多个处理线程中的目标处理线程相关联；根据所述前缀值确定所述存储器命令包是否被优先化；以及响应于所述存储器命令包被优先化，将所述目标处理线程标记为优先化。5.根据权利要求1所述的存储器装置，其中所述峰值功率管理器进一步用以：将电流分配到所述一或多个优先化处理线程中的每一相应优先化处理线程，随后将电流分配到所述多个处理线程的所述子集的任何非优先化处理线程；跟踪分配到所述一或多个优先化处理线程和任何非优先化处理线程的电流总量；以及响应于新电流分配的电流量超过可用预算的量少于已经分配的所述电流总量，暂停将电流分配到任何新的处理线程。6.根据权利要求1所述的存储器装置，其中所述峰值功率管理器进一步用以：基于所述多个存储器裸片在所述功率管理循环期间要消耗的量化电流量而确定功耗的可用预算量；确定与所述多个处理线程相关联的功率需求量；以及响应于确定所述可用预算量满足所述功率需求量，将所述功率需求量分配到所述多个处理线程。7.根据权利要求1所述的存储器装置，其中所述存储器裸片进一步包括计时器和非优先级环形计数器，且所述线程管理器进一步用以：
响应于检测到所述功率分配到至少一个非优先化处理线程和至少一个优先化处理线程而启动计时器；当所述计时器正在运行时，针对每一新的功率管理循环使所述优先级环形计数器递增，使得所述峰值功率管理器将所述功率分配到位于对应于所述优先级环形计数器的所述值的所述多个处理线程的每一相应子集内的所述一或多个优先化处理线程；以及响应于所述计时器在完成所述非优先化处理线程之前到期，基于递增到所述非优先级环形计数器的所述值而在所述多个处理线程的子集之间转变功率分配。8.一种存储器装置，其包括：存储器阵列；以及控制逻辑，其以操作方式与所述存储器阵列耦合，以执行包括以下各项的操作：基于优先级环形计数器的值而将功率分配到多个处理线程中的一或多个优先化处理线程，所述多个处理线程用以在所述存储器阵列上执行存储器存取操作；当所述一或多个优先化处理线程正在运行时且响应于检测到所述功率分配到所述多个处理线程中的非优先化处理线程而启动计时器；当所述计时器正在运行时：在每一功率管理循环之前使所述优先级环形计数器递增；以及优先化所述功率到位于对应于所述优先级环形计数器的值的所述多个处理线程的子集内的所述一或多个优先化处理线程的分配；以及响应于所述计时器在完成所述非优先化处理线程之前到期，基于递增到非优先级环形计数器的值而在所述多个处理线程的子集之间转变功率分配。9.根据权利要求8所述的存储器装置，其中所述操作进一步包括：检测所述非优先化处理线程的完成；复位所述计时器；以及当所述计时器正在运行时：在每一功率管理循环之前使所述优先级环形计数器递增；以及优先化所述功率到位于对应于所述优先级环形计数器的所述值的所述多个处理线程的子集内的所述一或多个优先化处理线...

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