公開的實(shí)施例一般地涉及儲存控制器系統(tǒng)，并且具體地涉及儲存系統(tǒng)中基于用電量的節(jié)流命令執(zhí)行。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體儲存裝置通常被用于儲存和管理用于電子裝置的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的非易失性數(shù)據(jù)儲存裝置在閃速存儲器的存儲器單元中將數(shù)據(jù)儲存為電氣值，其中閃速存儲器控制器一般地具有在儲存的多個(gè)存儲器通道之上管理數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的任務(wù)。

數(shù)據(jù)儲存裝置中的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)一般通過閃速命令的執(zhí)行來進(jìn)行。為促進(jìn)該過程，通常用幫助優(yōu)化在多個(gè)存儲器通道之上的命令執(zhí)行的命令隊(duì)列來構(gòu)建閃速存儲器控制器。但是，在多個(gè)存儲器通道之上并行執(zhí)行的命令可能導(dǎo)致功率消耗中的尖峰(spike)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在所附權(quán)利要求的范圍中的系統(tǒng)、方法和裝置的各種實(shí)現(xiàn)方式的每一個(gè)具有幾個(gè)方面，沒有其單獨(dú)的一個(gè)為這里所述的屬性負(fù)全部的責(zé)任。在不限制所附權(quán)利要求的范圍的情況下，在考慮本公開之后，并且特別是在考慮名稱為“具體實(shí)施方式”的章節(jié)之后，人們將理解各種實(shí)施方式的方面將如何被用于在非易失性存儲器系統(tǒng)中基于用電量節(jié)流命令執(zhí)行。在一個(gè)方面中，對應(yīng)于一組非易失性存儲器裝置的命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行根據(jù)減少功率消耗的決定而被延遲。

附圖說明

使得本公開可以被更加詳細(xì)地理解，可以通過參考各種實(shí)現(xiàn)方式的特征而獲得具體的說明，其中的一些在附圖中示出。但是，附圖僅示出本公開的更加顯著的特征并且因此不應(yīng)被認(rèn)為是限制性的，因?yàn)樵撜f明可能具有其他有效特征。

圖1是示出根據(jù)一些實(shí)施例的數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方式的框圖。

圖2是示出根據(jù)一些實(shí)施例的存儲器通道、用電量監(jiān)控器和交錯(cuò)等待邏輯(staggered wait logic)的實(shí)現(xiàn)方式的框圖。

圖3A是示出根據(jù)一些實(shí)施例的用電量監(jiān)控器和交錯(cuò)等待邏輯的實(shí)現(xiàn)方式的框圖。

圖3B是根據(jù)一些實(shí)施例的對應(yīng)于多個(gè)存儲器通道的多個(gè)等待使能信號的預(yù)示性示意圖。

圖4是示出根據(jù)一些實(shí)施例的命令延遲模塊的操作的流程圖表示。

圖5A-5E示出了根據(jù)一些實(shí)施例的命令隊(duì)列中的命令的延遲執(zhí)行的方法的流程圖表示。

根據(jù)慣例附圖中示出的各種特征可能未按比例繪制。相應(yīng)地，為了清晰，各種特性的大小可以任意地?cái)U(kuò)大或減小。此外，一些附圖可能沒有繪制給定系統(tǒng)、方法或裝置的所有組件。最后，貫穿說明書和附圖，相似的參考標(biāo)號可以被用于表示相似的特性。

具體實(shí)施方式

這里所述的各種實(shí)現(xiàn)方式包括系統(tǒng)、方法和/或裝置被用于基于用電量使能非易失性存儲器系統(tǒng)中的命令執(zhí)行的節(jié)流。一些實(shí)現(xiàn)方式包括系統(tǒng)、方法和/或裝置以延遲命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行。

更具體地，一些實(shí)現(xiàn)方式包括在非易失性存儲器系統(tǒng)中操作的方法，所述非易失性存儲器系統(tǒng)包括非易失性存儲器裝置的多個(gè)不同的組。方法還包括，根據(jù)減少由所述非易失性存儲器系統(tǒng)的功率消耗的確定，在相應(yīng)等待時(shí)段期間延遲對應(yīng)于非易失性存儲器裝置的所述不同的組的命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，用于所述至少兩個(gè)不同的組中的非易失性存儲器裝置的第一不同的組的相應(yīng)等待時(shí)段與用于所述至少兩個(gè)不同的組中的非易失性存儲器裝置的第二不同的組的所述相應(yīng)等待時(shí)段至少部分非重疊。

在一些實(shí)施例中，所述非易失性存儲器裝置的多個(gè)不同的組的每一個(gè)包括存儲器通道和相應(yīng)的通道控制器，并且對應(yīng)于所述存儲器通道中的非易失性存儲器裝置的所述不同的組的命令隊(duì)列包括用于所述存儲器通道的命令隊(duì)列。

在一些實(shí)施例中，用于各個(gè)存儲器通道的通道控制器根據(jù)由所述通道控制器接收的外部信號來確定是否延遲用于所述各個(gè)存儲器通道的命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行。

在一些實(shí)施例中，非易失性存儲器系統(tǒng)包括M個(gè)存儲器通道，其中M是大于1的整數(shù)，每個(gè)存儲器通道包含具有相應(yīng)的命令隊(duì)列和等待時(shí)段的非易失性存儲器裝置的不同的組。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，用于M個(gè)存儲器通道的每個(gè)存儲器通道的等待時(shí)段根據(jù)對應(yīng)于所述存儲器通道的優(yōu)先級的占空比(duty cycle，或占空因數(shù))。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，用于M個(gè)存儲器通道的每個(gè)存儲器通道的等待時(shí)段具有至少部分基于所述相應(yīng)的存儲器通道的優(yōu)先級的持續(xù)時(shí)間。

在一些實(shí)施例中，獲得對應(yīng)于由子系統(tǒng)的功率消耗的功率測量，其中所述子系統(tǒng)包括所述非易失性存儲器裝置的多個(gè)不同的組。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，功率測量是由子系統(tǒng)的瞬時(shí)功率消耗的測量。此外，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，功率測量從所述非易失性存儲器系統(tǒng)的外部的裝置接收。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，功率測量根據(jù)功率測量頻率獲得。

在一些實(shí)施例中，根據(jù)獲得的功率測量和一個(gè)或多個(gè)功率閾值作出減少由非易失性存儲器系統(tǒng)的功率消耗的決定。

在一些實(shí)施例中，在M個(gè)不同的交錯(cuò)的開始時(shí)間處在M個(gè)存儲器通道的命令隊(duì)列中重新啟動(dòng)命令的執(zhí)行，其中M是大于1的整數(shù)。此外，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，非易失性存儲器系統(tǒng)包括M個(gè)存儲器通道，每個(gè)存儲器通道包含具有相應(yīng)的命令隊(duì)列的非易失性存儲器裝置的不同的組。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，M個(gè)存儲器通道的每個(gè)存儲器通道還包括通道控制器，該通道控制器被配置為接收外部信號、并且根據(jù)所述外部信號延遲對應(yīng)于所述存儲器通道的命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，M個(gè)不同的交錯(cuò)的開始時(shí)間的每一個(gè)對應(yīng)于用于相應(yīng)的存儲器通道的等待時(shí)段的結(jié)束，其中用于所述M個(gè)存儲器通道的等待時(shí)段具有對應(yīng)于所述M個(gè)不同的開始時(shí)間的交錯(cuò)的結(jié)束時(shí)間。

可選地，在一些實(shí)施例中，對于非易失性存儲器裝置的不同的組中的一個(gè)或多個(gè)，各個(gè)命令隊(duì)列中的延遲的命令的執(zhí)行被占優(yōu)(overridden)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，占優(yōu)各個(gè)命令隊(duì)列中的延遲的命令的執(zhí)行至少部分基于非易失性存儲器裝置的所述相應(yīng)的不同的組的優(yōu)先級。此外，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，占優(yōu)各個(gè)命令隊(duì)列中的延遲的命令的執(zhí)行至少部分基于所述各個(gè)命令隊(duì)列中的命令的一個(gè)或多個(gè)的優(yōu)先級。

在另一方面中，存儲器系統(tǒng)包括(a)非易失性存儲器裝置的多個(gè)不同的組；(b)執(zhí)行延遲構(gòu)件(means)，對于所述非易失性存儲器裝置的多個(gè)不同的組中的至少兩個(gè)不同的組的每一個(gè)，用于在相應(yīng)等待時(shí)段期間延遲對應(yīng)于非易失性存儲器裝置的所述不同的組的命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行；以及(c)構(gòu)件，用于根據(jù)減少由所述存儲器系統(tǒng)的功率消耗的確定使能所述執(zhí)行延遲構(gòu)件，其中用于所述至少兩個(gè)不同的組中的非易失性存儲器裝置的第一不同的組的所述相應(yīng)等待時(shí)段與用于所述至少兩個(gè)不同的組中的非易失性存儲器裝置的第二不同的組的所述相應(yīng)等待時(shí)段至少部分非重疊。

在又一方面中，存儲器系統(tǒng)包括(a)非易失性存儲器裝置的多個(gè)不同的組；(b)多個(gè)通道控制器，每個(gè)通道控制器對應(yīng)于所述非易失性存儲器裝置的多個(gè)不同的組的各個(gè)組，每個(gè)通道控制器被配置為在相應(yīng)等待時(shí)段期間延遲對應(yīng)于非易失性存儲器裝置的所述不同的組的命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行；以及(c)設(shè)備，用于確定用于所述非易失性存儲器裝置的多個(gè)不同的組的每一個(gè)的等待時(shí)段，其中用于所述至少兩個(gè)不同的組中的非易失性存儲器裝置的第一不同的組的所述相應(yīng)等待時(shí)段與用于所述至少兩個(gè)不同的組中的非易失性存儲器裝置的第二不同的組的所述相應(yīng)等待時(shí)段至少部分非重疊。

在又一方面中，非瞬時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀儲存介質(zhì)儲存由儲存裝置的一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)程序，該裝置具有多個(gè)控制器，所述一個(gè)或多個(gè)程序包括用于進(jìn)行這里所述的任何一個(gè)方法的指令。

在這里描述許多細(xì)節(jié)以便于提供對在附圖中示出的示例實(shí)現(xiàn)方式的透徹理解。但是，可以不需要許多特定細(xì)節(jié)而實(shí)施一些實(shí)施例，并且權(quán)利要求的范圍僅由在權(quán)利要求中特別記述的那些特性和方面限制。此外，沒有以詳盡的細(xì)節(jié)描述已知的方法、組件和電路，以便不必要地混淆這里所述的實(shí)現(xiàn)方式的更加相關(guān)的方面。

圖1是示出根據(jù)一些實(shí)施例的數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)100的實(shí)現(xiàn)方式的框圖。盡管示出了一些示例特征，但是為了簡潔并且不至于混淆這里所公開的示例實(shí)現(xiàn)方式的更加顯著的方面而沒有示出各種其它特征。為此，作為非限制性示例，數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)100包括儲存裝置120(有時(shí)也被稱為信息儲存裝置或數(shù)據(jù)儲存裝置或存儲器裝置)，其包括主機(jī)接口122、用電量監(jiān)控器和交錯(cuò)等待邏輯124、儲存控制器128、一個(gè)或多個(gè)非易失性存儲器(NVM)控制器130——諸如閃速控制器以及非易失性存儲器(例如，一個(gè)或多個(gè)NVM裝置140、142諸如——一個(gè)或多個(gè)閃速存儲器裝置)，并被用于與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110連接。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，儲存裝置120包括單個(gè)NVM裝置，而在其它實(shí)現(xiàn)方式中儲存裝置120包括多個(gè)NVM裝置。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，NVM裝置140、142包括NAND-型閃速存儲器或NOR-型閃速存儲器。此外，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，NVM控制器130是固態(tài)驅(qū)動(dòng)(SSD)控制器。但是，可以根據(jù)多種實(shí)現(xiàn)方式的方面包括一個(gè)或多個(gè)其它類型的儲存介質(zhì)。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110通過數(shù)據(jù)連接101耦接到儲存裝置120。但是，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110包括儲存裝置120作為組件和/或子系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110可以是任何合適的計(jì)算機(jī)裝置，諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)、工作站、計(jì)算機(jī)服務(wù)器或任何其它計(jì)算裝置。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110有時(shí)被稱為主機(jī)或主機(jī)系統(tǒng)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110包括一個(gè)或多個(gè)處理器、一個(gè)或多個(gè)類型的存儲器，可選地包括顯示器和/或其它用戶接口組件，諸如鍵盤、觸摸屏、鼠標(biāo)、觸控板、數(shù)碼相機(jī)和/或任何數(shù)量的補(bǔ)充裝置以添加功能。此外，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110將在控制線111上的一個(gè)或多個(gè)主機(jī)命令(例如，讀取命令和/或?qū)懭朊?發(fā)送到儲存裝置120。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110是服務(wù)器系統(tǒng)——諸如數(shù)據(jù)中心中的服務(wù)器系統(tǒng)，并且不具有顯示器和其它用戶接口組件。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，儲存裝置120包括NVM裝置140、142——諸如閃速存儲器裝置(例如，NVM裝置140-1到140-n和NVM裝置142-1到142-k)以及NVM控制器130(例如，NVM控制器130-1到130-M)。另一方面來看，儲存裝置120包括M個(gè)存儲器通道，其每一個(gè)具有NVM控制器130和耦接到NVM控制器130的一組NVM裝置140或142，其中M是大于1的整數(shù)。但是，在一些實(shí)施例中，兩個(gè)或多個(gè)存儲器通道共享NVM控制器130。在任一示例中，每個(gè)存儲器通道具有其自己的不同的組的NVM裝置140或142。在非限制性示例中，在傳統(tǒng)的儲存裝置中的存儲器通道的數(shù)量為8、16或32。在另一非限制性示例中，每個(gè)存儲器通道的NVM裝置140或142的數(shù)量通常為8、16、32或64。此外，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，NVM裝置140/142的數(shù)量在不同的存儲器通道中而不同。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，每個(gè)NVM控制器130包括一個(gè)或多個(gè)處理單元(有時(shí)也被稱為CPU或處理器或微處理器或微控制器)，被配置為執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)程序(例如，儲存在NVM控制器130中的存儲器中)中的指令。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，NVM控制器130的每個(gè)NVM控制器包括一個(gè)或多個(gè)處理單元(有時(shí)也被稱為CPU或處理器或微處理器或微控制器)，被配置為執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)程序(例如，在NVM控制器130中)中的指令。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)處理器由在NVM控制器130的功能中的，并且在一些情況中，超過NVM控制器130的功能的一個(gè)或多個(gè)組件共享。NVM裝置140、142通過連接耦接到NVM控制器130，該連接通常傳送除了數(shù)據(jù)以外的命令，并且除了將儲存在NVM裝置140、142中的數(shù)據(jù)值和從NVM裝置140、142讀取的數(shù)據(jù)值以外，可選地傳送元數(shù)據(jù)、誤差校正信息和/或其它信息。

在一些實(shí)施例中，儲存裝置120被配置為適用于諸如云計(jì)算的應(yīng)用的企業(yè)貯存，或用于緩存儲存在(或?qū)⒈粌Υ嬖?諸如硬盤驅(qū)動(dòng)的二級儲存中的數(shù)據(jù)。在一些其它實(shí)施例中，儲存裝置120被配置以用于相對較小尺寸的應(yīng)用——諸如個(gè)人閃速驅(qū)動(dòng)或者個(gè)人、膝上型和平板計(jì)算機(jī)的硬盤替換。盡管閃速存儲器裝置和閃速控制器在這里被用作示例，在一些實(shí)施例中儲存裝置120包括(一個(gè)或多個(gè))其它非易失性存儲器裝置和(一個(gè)或多個(gè))相應(yīng)的非易失性儲存控制器。

此外，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，NVM控制器130的每一個(gè)包括一個(gè)或多個(gè)命令隊(duì)列150、命令延遲邏輯152和命令執(zhí)行器154。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，各個(gè)NVM控制器130中的命令隊(duì)列150被用于保持命令等待由耦接到各個(gè)NVM控制器130的一組NVM裝置140或142執(zhí)行。各個(gè)命令隊(duì)列150，當(dāng)不為空時(shí)，包含一個(gè)或多個(gè)命令，該一個(gè)或多個(gè)命令對應(yīng)于讀取、寫入和/或擦除操作以用于從相應(yīng)組的NVM裝置(例如，NVM裝置140或142)讀取數(shù)據(jù)、將數(shù)據(jù)寫入到相應(yīng)組的NVM裝置(例如，NVM裝置140或142)或者從相應(yīng)組的NVM裝置(例如，NVM裝置140或142)擦除數(shù)據(jù)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，命令隊(duì)列150中的命令包括從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110接收的主機(jī)命令。一組NVM裝置140(例如，NVM裝置140-1到140-n)和相應(yīng)的NVM控制器130(例如，NVM控制器130-1)的組合有時(shí)被稱為存儲器通道(例如，存儲器通道i，圖2)。儲存裝置120可以包括與不同的組的NVM裝置一樣多的存儲器通道，其中命令可以通過一組NVM控制器被并行地分派到NVM裝置。

命令延遲邏輯152耦接到命令隊(duì)列150，并且包括用于確定是否延遲一個(gè)或多個(gè)命令隊(duì)列150中的命令的執(zhí)行的邏輯。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，命令延遲邏輯152根據(jù)從用電量監(jiān)控器和交錯(cuò)等待邏輯124接收的一個(gè)或多個(gè)外部信號(例如，Ch 1延遲信號308，圖3A)延遲命令隊(duì)列150中的命令的執(zhí)行。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，各個(gè)存儲器通道中的命令延遲邏輯152通過由用于該存儲器通道的NVM控制器130執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)程序中的一組指令實(shí)現(xiàn)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，各個(gè)存儲器通道中的130-M，命令執(zhí)行器154將來自命令隊(duì)列150的命令分派到在該存儲器通道中的NVM裝置140或142，并且命令延遲邏輯152延遲將來自命令隊(duì)列150的命令分派到存儲器通道中的NVM裝置140或142。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，用電量監(jiān)控器和交錯(cuò)等待邏輯124耦接到NVM控制器130并且將一個(gè)或多個(gè)外部信號(例如，Ch 1延遲信號308，圖3A)提供到NVM控制器130。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，用電量監(jiān)控器和交錯(cuò)等待邏輯124包括用于測量和監(jiān)控由儲存裝置120或由儲存裝置120的子系統(tǒng)的功率消耗的電路(例如，功率監(jiān)控器310和功率閾值比較模塊312，圖3A)。在一個(gè)示例中，其功率被監(jiān)控的子系統(tǒng)包括儲存裝置120的所有的存儲器通道(例如，由NVM控制器控制的所有的NVM控制器130和所有的NVM裝置140、142)，并且在另一示例中，其功率被監(jiān)控的子系統(tǒng)包括儲存裝置120的存儲器通道中的所有的NVM裝置140、142，但是沒有NVM控制器130、儲存控制器128和主機(jī)接口122。在下面參考圖3A和3B描述用電量監(jiān)控器和交錯(cuò)等待邏輯124的各種實(shí)施例。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，命令執(zhí)行器154被配置為延遲和/或重新啟動(dòng)命令隊(duì)列150中的命令的執(zhí)行。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，延遲和/或重新啟動(dòng)命令的執(zhí)行根據(jù)命令延遲邏輯152的輸出。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，儲存裝置120還包括主機(jī)接口122、用電量監(jiān)控器和交錯(cuò)等待邏輯124和儲存控制器128的一個(gè)或多個(gè)。可選地，儲存裝置120包括為了簡潔并且不至于混淆這里所公開的示例實(shí)現(xiàn)方式的更加顯著的特征而沒有示出的各種額外的特征，并且特征的不同的布置是可能的。主機(jī)接口122通過數(shù)據(jù)連接101將接口提供到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110。

儲存控制器128耦接到主機(jī)接口122和NVM控制器130。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，在寫入操作期間，儲存控制器128從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110通過主機(jī)接口122接收數(shù)據(jù)并且在讀取操作期間，儲存控制器128通過主機(jī)接口122將數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110。此外，主機(jī)接口122提供在儲存控制器128和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110之間通信所需要的額外的數(shù)據(jù)、信號、電壓和/或其它信息。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，儲存控制器128和主機(jī)接口122使用定義的接口標(biāo)準(zhǔn)以用于通信——諸如雙數(shù)據(jù)率類型三同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DDR3)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，儲存控制器128和NVM控制器130使用定義的接口標(biāo)準(zhǔn)以用于通信，諸如序列高級技術(shù)附接(SATA)。在一些其它實(shí)施例中，儲存控制器128所使用與NVM控制器130通信的裝置接口是SAS(序列附接SCSI)，或其它儲存接口。在一些實(shí)施例中，儲存控制器128包括一個(gè)或多個(gè)處理單元(有時(shí)也被稱為CPU或處理器或微處理器或微控制器)被配置為執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)程序中的指令(例如，在儲存控制器128中)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，一個(gè)或多個(gè)處理器由在儲存控制器128的功能中的，并且在一些情況中，超過儲存控制器128的功能的一個(gè)或多個(gè)組件共享。

圖2是示出根據(jù)一些實(shí)施例的存儲器通道、存儲器通道i和用電量監(jiān)控器和交錯(cuò)等待邏輯124的實(shí)現(xiàn)方式的框圖。在一些實(shí)施例中，存儲器通道i包括NVM控制器130-i、NVM裝置140-1到140-n、一個(gè)或多個(gè)處理器(有時(shí)也被稱為CPU或處理單元或微處理器或微控制器)202以用于執(zhí)行儲存在存儲器206中的模塊、程序和/或指令，并且從而進(jìn)行處理操作，存儲器206和一個(gè)或多個(gè)通信總線208用于互聯(lián)這些組件。但是，在一些其它實(shí)施例中，以下描述的如由(一個(gè)或多個(gè))處理器202進(jìn)行的一個(gè)或多個(gè)功能相反由儲存控制器128進(jìn)行。

通信總線208可選地包括互連并且控制系統(tǒng)組件之間的通信的電路(有時(shí)被稱為芯片集)。用電量監(jiān)控器和交錯(cuò)等待邏輯124耦接到NVM控制器130，如在下面更加詳細(xì)地討論的。130-M

用電量監(jiān)控器和交錯(cuò)等待邏輯124耦接到NVM控制器130并且將控制信號(例如，Ch 1延遲信號308，圖3A)提供到NVM控制器130?？刂菩盘栐谶@里有時(shí)被稱為外部信號(從單個(gè)NVM控制器130的角度來說)或者命令執(zhí)行延遲信號。在下面參考圖3A和3B描述用電量監(jiān)控器和交錯(cuò)等待邏輯124的各種實(shí)施例。

存儲器206包括高速隨機(jī)存取存儲器，諸如DRAM、SRAM、DDRRAM或其它隨機(jī)存取固態(tài)存儲器裝置，并且可以包括非易失性存儲器，諸如磁盤儲存裝置、光盤儲存裝置、閃速存儲器裝置或其它非易失性固態(tài)儲存裝置的一個(gè)或多個(gè)。存儲器206可選地包括位于遠(yuǎn)離(一個(gè)或多個(gè))處理器202的一個(gè)或多個(gè)儲存裝置。存儲器206，或可替換地在存儲器206中的(一個(gè)或多個(gè))非易失性存儲器裝置，包括非瞬時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀儲存介質(zhì)。在一些實(shí)施例中，存儲器206或者存儲器206的計(jì)算機(jī)可讀儲存介質(zhì)儲存以下程序、模塊和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或其子集：

接口模塊210，其用于處理與儲存控制器128的通信；

命令隊(duì)列212，儲存對應(yīng)于各種操作的命令(例如，讀取、寫入和擦除)，當(dāng)執(zhí)行該命令時(shí)，對保持在NVM裝置140或142中的數(shù)據(jù)操作；在一些實(shí)施例中，各個(gè)存儲器通道具有多于一個(gè)命令隊(duì)列212；

命令延遲模塊214，其根據(jù)由用電量監(jiān)控器和交錯(cuò)等待邏輯124產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)信號確定是否延遲一個(gè)或多個(gè)命令隊(duì)列(例如，命令隊(duì)列212)中的命令的執(zhí)行；

命令執(zhí)行模塊216，將來自一個(gè)或多個(gè)命令隊(duì)列(例如，命令隊(duì)列212)的命令分派到存儲器通道i中的NVM裝置140以用于執(zhí)行；命令延遲模塊214確定何時(shí)推遲以及何時(shí)恢復(fù)命令執(zhí)行模塊216的操作；以及

可選地，用于存儲器通道i的模式和/或配置設(shè)置218；例如，在一些實(shí)施例中，模式和/或配置設(shè)置218包括指示命令延遲是否被使能以用于存儲器通道i的設(shè)置(例如，稱為“命令延遲使能”的設(shè)置)；在另一示例中，在一些實(shí)施例中，模式和/或配置設(shè)置218包括指示存儲器通道i是高優(yōu)先級存儲器通道的設(shè)置(例如，稱為“高優(yōu)先級通道”的設(shè)置)，在該情況中，不使能用于存儲器通道i的命令延遲。在一些實(shí)施例中，根據(jù)從主機(jī)計(jì)算機(jī)110接收的命令設(shè)置模式和/或配置設(shè)置218中的一個(gè)或多個(gè)值。

在一些實(shí)施例中，存儲器206或者存儲器206的計(jì)算機(jī)可讀儲存介質(zhì)還儲存用于配置NVM控制器130-i的配置模塊。在一些實(shí)施例中，當(dāng)上電并且當(dāng)重置時(shí)，配置模塊根據(jù)存儲器通道i的組件(例如，存儲器通道i中非易失性存儲器組件的類型)和/或儲存裝置120和/或包括儲存裝置120的數(shù)據(jù)儲存系統(tǒng)100的特征，自動(dòng)地設(shè)置NVM控制器130-i的一個(gè)或多個(gè)配置參數(shù)的值。

上述標(biāo)識的元件(element)的每一個(gè)可以被貯存在之前提到的存儲器裝置的一個(gè)或多個(gè)中，并且對應(yīng)于用于進(jìn)行上述功能的指令集。上述識別的模塊或程序(即，指令集)不一定實(shí)現(xiàn)為單獨(dú)的軟件程序、規(guī)程或模塊，并且從而這些模塊的各種子集可以被組合或者在各種實(shí)施例中另外地重新布置。在一些實(shí)施例中，存儲器206可以儲存以上識別的模塊和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的子集。此外，存儲器206可以貯存以上未描述的額外的模塊和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，在一些實(shí)施例中，儲存在存儲器206或者存儲器206的計(jì)算機(jī)可讀儲存介質(zhì)中的程序、模塊和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，提供用于實(shí)現(xiàn)通過各個(gè)存儲器通道i或者在各個(gè)存儲器通道i中進(jìn)行的參考圖5A-5E在下面描述的方法的至少那些部分的指令。

盡管圖2示出了存儲器通道i，但是圖2相比于這里所述的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)性示意更傾向于作為可能出現(xiàn)在存儲器通道中的各種特性的功能性描述。實(shí)踐中，并且如由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員識別的，單獨(dú)地示出的項(xiàng)目可以被組合并且一些項(xiàng)目可以分開。

盡管未在附圖中示出，在一些實(shí)施例中儲存控制器128包括一個(gè)或多個(gè)處理器(有時(shí)被稱為CPU，或微控制器)以及儲存由一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)程序的存儲器。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，這些程序、當(dāng)由儲存控制器128的一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)參考圖5A-5E在下面描述的方法的至少部分。在一些實(shí)施例中，由儲存控制器128的一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)程序?qū)崿F(xiàn)等待模式產(chǎn)生器302和/或通道延遲信號產(chǎn)生器304的一個(gè)或多個(gè)功能。

圖3A是示出根據(jù)一些實(shí)施例的用電量監(jiān)控器和交錯(cuò)等待邏輯124的實(shí)現(xiàn)方式的框圖。盡管示出了一些示例特征，但是為了簡潔并且不至于混淆這里所公開的示例實(shí)現(xiàn)方式的更加顯著的方面而沒有示出各種其它特征。為此，作為非限制性示例，用電量監(jiān)控器和交錯(cuò)等待邏輯124包括功率監(jiān)控器310、功率閾值比較模塊312、等待模式產(chǎn)生器302和可選地包括通道延遲信號產(chǎn)生器304。在一些實(shí)施例中，外部信號由通道延遲信號產(chǎn)生器304產(chǎn)生，其每一個(gè)由各個(gè)存儲器通道的命令延遲模塊214(圖4)采樣以確定是否延遲用于該各個(gè)存儲器通道(例如，Ch 1)的命令隊(duì)列(例如，命令隊(duì)列150)中的命令的執(zhí)行。

在一些實(shí)施例中，功率監(jiān)控器310獲得對應(yīng)于由儲存裝置120或儲存裝置120的子系統(tǒng)的功率消耗的功率測量(例如，功率測量311)。在以上描述了其功率被監(jiān)控的子系統(tǒng)的示例。功率監(jiān)控器310可選地使用電流傳感器、電流到電壓轉(zhuǎn)換器、二極管和/或其它無源或有源組件的一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)以測量儲存裝置120及其組件的電氣特征?？蛇x地，功率監(jiān)控器310是儲存裝置120的外部的裝置。此外，在一些實(shí)施例中，功率測量311是由子系統(tǒng)的瞬時(shí)功率消耗(例如，儲存裝置120的存儲器通道，包括存儲器通道的NVM控制器130和NVM裝置140、142)的測量。額外地和/或可替換地，功率消耗311是平均功率的測量，等于在預(yù)定的時(shí)間之上的由子系統(tǒng)的總功率消耗(例如，10秒時(shí)段的之上每秒消耗的平均功率)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，功率監(jiān)控器310根據(jù)功率測量頻率獲得功率測量311(例如，每個(gè)1毫秒獲得功率測量311)。在一些實(shí)施例中，用電量監(jiān)控器和交錯(cuò)等待邏輯124的時(shí)間特征被配置為防止在延遲和重新啟動(dòng)各個(gè)存儲器通道的命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行150/212之間的快速的翻轉(zhuǎn)(toggling)。

在一些實(shí)施例中，功率閾值比較模塊312根據(jù)獲得的功率測量信號311和一個(gè)或多個(gè)功率閾值作出確定以減少功率消耗(例如，通過輸出或發(fā)布的功率超過閾值旗標(biāo)(flag)313)。在一些實(shí)施例中，功率閾值是對在預(yù)定的時(shí)間段(例如，具有在0.25秒和10秒之間的預(yù)定的持續(xù)時(shí)間的時(shí)間段)期間由儲存裝置120或儲存裝置120的子系統(tǒng)的瞬時(shí)功率消耗或平均功率消耗的限制。具體地，在一些實(shí)施例中，功率閾值比較模塊312將一個(gè)或多個(gè)功率測量(例如，功率測量311)與一個(gè)或多個(gè)功率閾值比較，并且如果功率測量311超過功率閾值，則產(chǎn)生功率超過閾值旗標(biāo)(flag)313。在一些實(shí)施例中，功率閾值比較模塊312還將第二控制信號314輸出到等待模式產(chǎn)生器302。在這樣的實(shí)施例中，控制信號314指定將由等待模式產(chǎn)生器302產(chǎn)生的等待使能信號的模式。例如，在一些實(shí)施例中，其中功率閾值比較模塊312將功率測量311與兩個(gè)或多個(gè)功率閾值比較，第二控制信號314對應(yīng)于功率測量311超過的最高的功率閾值，并且由等待模式產(chǎn)生器302產(chǎn)生的等待使能信號模式還對應(yīng)于由功率測量311超過的最高的功率閾值。在非限制性示例中，第二控制信號314確定在由等待模式產(chǎn)生器302產(chǎn)生的等待使能信號中的等待時(shí)段320(圖3B)的占空比，并且由第二控制信號314指定的占空比當(dāng)由功率測量311超過更高的功率閾值時(shí)高于當(dāng)功率測量311僅超過較低功率閾值時(shí)。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，功率監(jiān)控器310和功率閾值比較模塊312實(shí)現(xiàn)在主機(jī)系統(tǒng)110中，儲存裝置120的外部，而等待模式產(chǎn)生器302實(shí)現(xiàn)在儲存裝置120中。在這樣的實(shí)現(xiàn)方式中，儲存裝置120接收由功率閾值比較模塊312產(chǎn)生的一個(gè)或多個(gè)控制信號(這里有時(shí)被稱為外部信號)——諸如功率超過閾值旗標(biāo)313，以及可選的第二控制信號314。

等待模式產(chǎn)生器302產(chǎn)生等待使能信號306-1到306-M，并且在一些實(shí)施例中，等待模式產(chǎn)生器302耦接到通道延遲信號產(chǎn)生器304的一個(gè)或多個(gè)邏輯柵極?？商鎿Q地，等待模式產(chǎn)生器302耦接到在每一個(gè)存儲器通道中的命令延遲邏輯152或命令延遲模塊214，該存儲器通道被配置為基于由那些存儲器通道接收的一個(gè)或多個(gè)“外部”信號延遲相應(yīng)的命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行。在一些實(shí)施例中，等待模式產(chǎn)生器302是居于儲存控制器128中的電路。在一些其它實(shí)施例中，等待模式產(chǎn)生器302通過由儲存控制器128的一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)程序中的一組指令實(shí)現(xiàn)。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，產(chǎn)生的等待使能信號306的每一個(gè)對應(yīng)于各個(gè)存儲器通道(例如，Ch 1、Ch 2，等)，并且因此還對應(yīng)于該存儲器通道中的各個(gè)NVM控制器130和NVM裝置。等待使能信號的每一個(gè)在等待時(shí)段(例如，等待時(shí)段320，圖3B)期間具有預(yù)定的值(例如，邏輯1值)。等待時(shí)段是如果已經(jīng)做出確定以減少由儲存裝置120的功率消耗(例如，因?yàn)橐呀?jīng)確定功率測量311為超過功率閾值)、在該期間中相應(yīng)的命令延遲模塊214延遲相應(yīng)的命令隊(duì)列150中命令的執(zhí)行的時(shí)間。在一些實(shí)施例中，在等待時(shí)段期間的命令延遲可以被具有預(yù)定的高優(yōu)先級的命令隊(duì)列150中的命令占優(yōu)。

在一些實(shí)施例中，產(chǎn)生等待使能信號使得儲存裝置120的存儲器通道(例如，Ch 1、Ch 2)具有交錯(cuò)的開始時(shí)間(例如，322、326)。這個(gè)的示例在圖3B中示出。每個(gè)開始時(shí)間對應(yīng)于用于相應(yīng)的存儲器通道的等待時(shí)段的結(jié)束(例如，等待時(shí)段320、324)。換句話說，用于存儲器通道的等待時(shí)段具有對應(yīng)于不同的開始時(shí)間的交錯(cuò)的結(jié)束時(shí)間。開始時(shí)間(例如，開始時(shí)間322)是在其處命令延遲模塊(例如，命令延遲模塊214)重啟各個(gè)命令隊(duì)列(例如，命令隊(duì)列150)中的命令的執(zhí)行的時(shí)間。

在一些實(shí)施例中，用于NVM裝置的第一不同的組(例如，第一存儲器通道中的NVM裝置)的相應(yīng)等待時(shí)段(例如，等待時(shí)段320)與用于NVM裝置的第二不同的組(例如，第二存儲器通道中的NVM裝置)的相應(yīng)等待時(shí)段(例如，等待時(shí)段324)至少部分非重疊。通過產(chǎn)生等待使能信號306使得相應(yīng)等待時(shí)段(例如，等待時(shí)段320和324)部分非重疊，不同的存儲器通道的命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行以交錯(cuò)的方式延遲并且以交錯(cuò)的方式恢復(fù)。因此，在多個(gè)存儲器通道之上管理功率消耗并且減少了功率消耗尖峰。

在一些實(shí)施例中，(命令執(zhí)行被延遲的一組兩個(gè)或多個(gè)存儲器通道中的)命令執(zhí)行被延遲的每個(gè)存儲器通道在與命令執(zhí)行被延遲的其它存儲器通道不同的開始時(shí)間處恢復(fù)執(zhí)行。在圖3B中示出的示例中，對于存儲器通道1的開始時(shí)間不同于對于存儲器通道2、3和4的開始時(shí)間。在一些其它實(shí)施例中，兩個(gè)或多個(gè)存儲器通道可以具有用于恢復(fù)的命令的執(zhí)行的相同開始時(shí)間，而至少一個(gè)其它存儲器通道具有用于在它們的各個(gè)命令隊(duì)列中恢復(fù)命令的執(zhí)行的不同開始時(shí)間。

在一些實(shí)施例中，用于每個(gè)存儲器通道的等待時(shí)段(例如，等待時(shí)段320)根據(jù)使得沒有一個(gè)存儲器通道在持久的等待狀態(tài)中的占空比而重復(fù)(即，(一個(gè)或多個(gè))存儲器通道以輪轉(zhuǎn)(rotating)的方式保持在等待狀態(tài)中)。此外，在一些實(shí)施例中，用于每個(gè)存儲器通道的等待時(shí)段的占空比對應(yīng)于存儲器通道的優(yōu)先級(例如，具有高優(yōu)先級的存儲器通道具有以低于用于具有低優(yōu)先級的另一存儲器通道的等待時(shí)段的占空比的第一占空比而重復(fù)的等待時(shí)段)。例如，如果存儲器通道1被指定為高優(yōu)先級存儲器通道，則等待時(shí)段320(具有10μs的持續(xù)時(shí)間，例如)重復(fù)，并且在其命令隊(duì)列150中的命令的執(zhí)行每隔50μs被延遲一段等待時(shí)段，而用于被指定為低優(yōu)先級存儲器通道的存儲器通道2的等待時(shí)段324，每隔20μs重復(fù)。在后一個(gè)示例中，存儲器通道1的等待時(shí)段具有20％的占空比，而存儲器通道2的等待時(shí)段具有50％的占空比。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，用于存儲器通道的等待時(shí)段(例如，等待時(shí)段320)具有至少部分基于相應(yīng)的存儲器通道的優(yōu)先級的持續(xù)時(shí)間(例如，如果存儲器通道是高優(yōu)先級存儲器通道，則其相應(yīng)的等待時(shí)段具有比另一較低優(yōu)先級存儲器通道的等待時(shí)段更短的持續(xù)時(shí)間)。例如，高優(yōu)先級存儲器通道1的等待時(shí)段320具有5μs的持續(xù)時(shí)間，而常規(guī)優(yōu)先級存儲器通道2的等待時(shí)段324具有15μs的持續(xù)時(shí)間。實(shí)際上，更長的等待時(shí)段持續(xù)時(shí)間增加了延遲命令的執(zhí)行的時(shí)間。在一些實(shí)施例中，相應(yīng)的存儲器通道的等待時(shí)段的持續(xù)時(shí)間和占空比兩者至少部分基于相應(yīng)的存儲器通道的優(yōu)先級。例如，高優(yōu)先級存儲器通道1具有以低占空比(例如，每50μs的5μs，這是10％的占空比)而重復(fù)的短的等待時(shí)段(例如，5μs)，而常規(guī)優(yōu)先級存儲器通道2具有以中等占空比(例如，每50μs的15μs，這是30％的占空比)而重復(fù)的較長的等待時(shí)段(例如，15μs)，使得相比于用于存儲器通道2的，在存儲器通道1的命令隊(duì)列中可以連續(xù)地執(zhí)行更多的命令，并且這樣命令的執(zhí)行將延遲更短的時(shí)間段。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，相應(yīng)的存儲器通道的等待時(shí)段和占空比根據(jù)由功率測量311超過的功率閾值來設(shè)置，其中該功率測量311由功率閾值比較模塊312確定。例如，如果存在兩個(gè)或多個(gè)預(yù)定的功率閾值(例如，功率閾值A(chǔ)＝3200毫瓦，并且功率閾值B＝3600毫瓦)，并且功率測量311僅超過較低的功率閾值A(chǔ)(例如，功率測量311為3225毫瓦)，則用于每個(gè)存儲器通道的等待使能信號的等待時(shí)段和占空相比于功率閾值A(chǔ)和B兩者被功率測量311超過的情況來說更小。因此，當(dāng)兩者功率閾值被功率測量311超過時(shí)，命令執(zhí)行相比于僅功率閾值的一個(gè)被超過時(shí)(例如，10％)將大幅度減少(例如，30％)。

在一些實(shí)施例中，基于存儲器通道的數(shù)量以及每個(gè)存儲器通道NVM裝置的數(shù)量確定功率閾值或閾值。例如，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，使用每個(gè)通道200毫瓦的功率閾值，其中功率測量基于僅由NVM裝置而不是任何支持電路吸取的功率。在一些實(shí)施例中，諸如在儲存裝置之外進(jìn)行功率測量的實(shí)施例，基于整個(gè)儲存裝置的功率消耗來確定功率閾值或閾值。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，(多個(gè))功率閾值的一個(gè)至少部分地基于由儲存裝置消耗的閑置功率(例如，由控制器和其它支持電路消耗的3.0到3.5瓦特、而沒有進(jìn)行存儲器讀取、寫入和擦除操作)加上每個(gè)存儲器通道的功率消耗限制乘以存儲器通道的數(shù)量的總和。此外，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，用于確定一個(gè)或多個(gè)的功率閾值的另一因素是主機(jī)系統(tǒng)110或其它系統(tǒng)可以提供到儲存裝置120的功率量的物理限制。在一些實(shí)施例中，主機(jī)系統(tǒng)110關(guān)于可以向儲存裝置120提供多少功率而具有尖峰功率限制和持續(xù)的功率限制兩者，并且在設(shè)置用于用電量監(jiān)控器和交錯(cuò)等待邏輯124的一個(gè)或多個(gè)功率閾值時(shí)考慮這些因素中的一個(gè)或兩者。此外，在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)功率閾值是固件可設(shè)置的，或者根據(jù)從主機(jī)系統(tǒng)110接收的一個(gè)或多個(gè)命令而被實(shí)現(xiàn)為由儲存控制器128儲存的值。

在一些實(shí)施例中，通道延遲信號產(chǎn)生器304根據(jù)減少功率消耗(例如，產(chǎn)生功率超過閾值旗標(biāo)313)的確定和一個(gè)或多個(gè)產(chǎn)生的等待使能信號(例如，Ch 1等待使能306)來產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)外部信號308(例如，Ch 1延遲信號308-1、Ch 2延遲信號308-2、…Ch M延遲信號308-M)。更具體地，在一些實(shí)施例中，當(dāng)?shù)却鼓苄盘?例如，Ch 1等待使能306)為高，并且功率閾值比較模塊312已經(jīng)產(chǎn)生功率超過閾值旗標(biāo)313(即，功率測量311超過預(yù)定的功率閾值)時(shí)，通道延遲信號產(chǎn)生器304用產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)外部信號的一個(gè)或多個(gè)“與”門來實(shí)現(xiàn)。因此，例如，當(dāng)產(chǎn)生功率超過閾值旗標(biāo)313時(shí)，產(chǎn)生Ch 1延遲信號308-1作為外部信號以用于延遲命令隊(duì)列150中的命令的執(zhí)行(即，當(dāng)Ch 1等待使能306-1在其等待時(shí)段320中時(shí))。一個(gè)或多個(gè)外部信號由命令延遲模塊214(例如，圖4(400))采樣，并且一個(gè)或多個(gè)存儲器通道(例如，Ch 1)的命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行(例如，命令隊(duì)列150)被相應(yīng)地延遲。

在一些實(shí)施例中，功率超過閾值旗標(biāo)313被產(chǎn)生，并且被直接提供到等待模式產(chǎn)生器302，其包含用于產(chǎn)生用于延遲命令的執(zhí)行的一組通道延遲信號的邏輯，其中一個(gè)或多個(gè)外部信號由命令延遲模塊214采樣。在這些實(shí)施例中，不需要通道延遲信號產(chǎn)生器304。此外，在這些實(shí)施例中，如果儲存裝置120沒有做出減少功率消耗的確定(例如，因?yàn)楣β蕼y量311沒有被確定為超過功率閾值)，則不由等待模式產(chǎn)生器302產(chǎn)生用于延遲命令的執(zhí)行的外部信號。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，用電量監(jiān)控器和交錯(cuò)等待邏輯124的一些或全部包括一個(gè)或多個(gè)邏輯柵極、移位寄存器、時(shí)鐘、觸發(fā)器、反相器和/或其它邏輯元件，其中前述元件用晶體管和其它有源或無源電子組件來實(shí)現(xiàn)。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，通道延遲信號產(chǎn)生器304以由NVM控制器130執(zhí)行的軟件來實(shí)現(xiàn)。更具體地，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，用于各個(gè)存儲器通道的NVM控制器130接收來自等待模式產(chǎn)生器302的相應(yīng)的等待使能信號，并且還接收功率超過閾值旗標(biāo)313，并且執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)程序中的指令以組合這些信號并且從而產(chǎn)生用于該存儲器通道的延遲信號或者等同的控制值。

圖3B是根據(jù)一些實(shí)施例的對應(yīng)于多個(gè)存儲器通道的多個(gè)等待使能信號的預(yù)示性示意圖。應(yīng)注意的是，圖3B中示出的各種時(shí)間段的長度不一定成比例；在一些實(shí)現(xiàn)方式中，時(shí)間段的長度和等待時(shí)段的占空比可能實(shí)質(zhì)上與圖3B中示出的不同。

如圖3B中所示，在一些實(shí)施例中，由等待模式產(chǎn)生器302產(chǎn)生的多個(gè)存儲器通道的等待使能信號306(例如，Ch 1等待使能306-1，Ch 2等待使能306-2)，具有對應(yīng)于用于相應(yīng)的存儲器通道的等待時(shí)段的結(jié)束(例如，等待時(shí)段320、324)的交錯(cuò)的開始時(shí)間(例如，322、326)。此外，如圖3B中所示，在一些實(shí)施例中，用于在NVM裝置的至少兩個(gè)不同的組中的NVM裝置140的第一不同的組的相應(yīng)等待時(shí)段(例如，等待時(shí)段320)與用于在至少兩個(gè)不同的組中的NVM裝置的第二不同的組140的相應(yīng)等待時(shí)段(例如，等待時(shí)段324)至少部分非重疊。

圖4是示出根據(jù)一些實(shí)施例的用于各個(gè)存儲器通道i的命令延遲模塊214的操作的流程圖表示。如在圖4中所示的，命令延遲模塊214根據(jù)由存儲器通道的控制器接收的一個(gè)或多個(gè)外部信號確定是否延遲用于各個(gè)存儲器通道i(例如，Ch 1)的命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行(例如，命令隊(duì)列150)。

在一些實(shí)施例中，用于存儲器通道i的命令延遲模塊214采樣(400)通道i延遲信號308-i，這里有時(shí)被稱為外部信號，因?yàn)樵谝恍?shí)施例中，其由存儲器通道外部的通道延遲信號產(chǎn)生器304(圖3A)提供。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，命令延遲模塊214采樣由等待模式產(chǎn)生器302產(chǎn)生的通道延遲信號(例如，在實(shí)現(xiàn)方式中，功率閾值比較模塊312的輸出由等待模式產(chǎn)生器302接收)。如上所述，在一些其它實(shí)施例中，在400采樣的通道i延遲信號308-i由與包括(或者執(zhí)行)命令延遲模塊214的相同的NVM控制器執(zhí)行的程序產(chǎn)生。但是，在那些實(shí)施例中，基于一個(gè)或多個(gè)外部信號——諸如通道i等待信號306-i和功率超過閾值旗標(biāo)313產(chǎn)生通道i延遲信號308-i。

接著，在一些實(shí)施例中，命令延遲模塊214根據(jù)采樣的通道i延遲信號308-i來確定(402)延遲用于存儲器通道i的命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行150當(dāng)前是否被使能。在一些實(shí)施例中，該確定完全基于采樣的通道i延遲信號308-i(例如，是否采樣的通道i延遲信號308-I＝真的確定)的狀態(tài)或值，而在其它實(shí)施例中，該確定基于采樣的通道i延遲信號308-i的狀態(tài)或值以及另一信號或(例如，功率超過閾值旗標(biāo)313，或者用于存儲器通道的模式設(shè)置或者用于整個(gè)儲存裝置的模式設(shè)置)指示命令延遲特征是否被使能的值兩者。

如果在各個(gè)命令隊(duì)列中的命令的延遲執(zhí)行當(dāng)前沒有被使能(402-否)，命令延遲模塊214則確定(404)用于各個(gè)存儲器通道的命令隊(duì)列150是否為空。如果各個(gè)命令隊(duì)列為空(404-是)，則命令延遲模塊214繼續(xù)采樣(400)通道i延遲信號308-i。換句話說，如果各個(gè)命令隊(duì)列不為空(404-否)，則執(zhí)行各個(gè)命令隊(duì)列中的命令(406)(例如，通過命令執(zhí)行器154，其將來自命令隊(duì)列的命令分派到命令被引導(dǎo)到的一個(gè)或多個(gè)NVM裝置)。

如果在各個(gè)命令隊(duì)列中的命令的延遲執(zhí)行當(dāng)前被使能(402-是)，則命令延遲模塊214確定(408)是否占優(yōu)各個(gè)命令隊(duì)列中的延遲的命令的執(zhí)行。在一些實(shí)施例中，占優(yōu)在各個(gè)命令隊(duì)列中的延遲的命令的執(zhí)行至少部分基于相應(yīng)的存儲器通道的優(yōu)先級(例如，優(yōu)先級設(shè)置)，或者等同地，相應(yīng)的存儲器通道中的非易失性存儲器裝置的不同的組的優(yōu)先級。例如，如果存儲器通道1是高優(yōu)先級存儲器通道，則命令延遲模塊214可以被配置為使得存儲器通道1的命令隊(duì)列中的命令不能被延遲，并且必須總是被無延遲地執(zhí)行。應(yīng)注意的是，存儲器通道可以被指定為高優(yōu)先級存儲器通道，例如如果，在其命令隊(duì)列中的命令涉及在被認(rèn)定為關(guān)鍵的用于數(shù)據(jù)上的操作。在一些實(shí)施例中，儲存裝置120被配置為根據(jù)從主機(jī)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110接收的命令(例如，配置設(shè)置命令)將一個(gè)或多個(gè)存儲器通道指定為高優(yōu)先級存儲器通道。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，一個(gè)或多個(gè)高優(yōu)先級指令或命令在命令隊(duì)列中的出現(xiàn)占優(yōu)了在該命令隊(duì)列中的延遲的命令的執(zhí)行。為利用該特征，主機(jī)系統(tǒng)110將一個(gè)或多個(gè)高優(yōu)先級命令發(fā)送到儲存裝置120，其由儲存裝置120(例如，由儲存控制器128)放置在用于一個(gè)或多個(gè)存儲器通道的各個(gè)命令隊(duì)列中。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，只要至少一個(gè)高優(yōu)先級指令或命令出現(xiàn)在用于存儲器通道的各個(gè)命令隊(duì)列中，在該命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行的任何延遲被占優(yōu)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，在執(zhí)行各個(gè)命令隊(duì)列中的較低優(yōu)先級的指令或命令之前，首先執(zhí)行任何高優(yōu)先級指令或在各個(gè)命令隊(duì)列中的命令(例如，分派到一個(gè)或多個(gè)NVM裝置以用于執(zhí)行)。

在一些實(shí)施例中，根據(jù)特定命令的命令類型的功率消耗進(jìn)行特定命令的延遲執(zhí)行。例如，在一些實(shí)施例中，儲存裝置120在執(zhí)行讀取命令時(shí)相比于執(zhí)行寫入命令或擦除命令消耗更少的功率。在該示例中，當(dāng)“讀取”命令為各個(gè)存儲器通道的命令隊(duì)列150中的下一個(gè)命令時(shí)，用于該存儲器通道的NVM控制器130占優(yōu)各個(gè)命令隊(duì)列中的延遲的命令的執(zhí)行，使得即使使能命令延遲也能夠執(zhí)行讀取命令(402-是)。

如果命令延遲模塊214占優(yōu)(408-是)各個(gè)命令隊(duì)列中的延遲的命令的執(zhí)行，則各個(gè)命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行不被延遲，并且執(zhí)行各個(gè)命令中的一個(gè)或多個(gè)命令(例如，通過命令執(zhí)行器154或命令執(zhí)行模塊216，其將(一個(gè)或多個(gè))命令分派到一個(gè)或多個(gè)NVM裝置以用于執(zhí)行)。在一些實(shí)施例中，當(dāng)作出該確定時(shí)執(zhí)行單個(gè)命令(408-是)，并且然后過程在操作400處開始重復(fù)，以確定是否執(zhí)行(在各個(gè)命令隊(duì)列中如果有)的下一命令。

換句話說，如果命令延遲模塊214不占優(yōu)(408-否)一個(gè)或多個(gè)外部信號，則各個(gè)命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行被延遲(410)，并且命令延遲模塊214重復(fù)上述過程，從再次采樣(400)通道i延遲信號開始。

圖5A-5E示出了根據(jù)一些實(shí)施例的延遲至少存儲器通道的命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行的方法500的流程圖表示。非易失性存儲器系統(tǒng)(例如，儲存裝置120，圖1)，其包括非易失性存儲器裝置的多個(gè)不同的組(例如，NVM裝置140-1到140-n和NVM 142-1到142-k)，協(xié)調(diào)并管理多個(gè)子系統(tǒng)組件以延遲對應(yīng)于非易失性存儲器裝置的至少兩個(gè)不同的組的命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行。

非易失性存儲器系統(tǒng)(例如，儲存裝置120)，根據(jù)減少由非易失性存儲器系統(tǒng)的功率消耗的確定，并且對于非易失性存儲器裝置的多個(gè)不同的組中的至少兩個(gè)不同的組的每一個(gè)，在相應(yīng)等待時(shí)段期間延遲(502)對應(yīng)于非易失性存儲器裝置的不同的組的命令隊(duì)列中命令的執(zhí)行。用于至少兩個(gè)不同的組中的非易失性存儲器裝置的第一不同的組的相應(yīng)等待時(shí)段與用于至少兩個(gè)不同的組中的非易失性存儲器裝置的第二不同的組的相應(yīng)等待時(shí)段至少部分非重疊(504)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，等待模式產(chǎn)生器302產(chǎn)生等待使能信號306(例如，Ch 1等待使能306-1，Ch 2等待使能306-2)，每一個(gè)包括相應(yīng)等待時(shí)段(例如，等待時(shí)段320、324，圖3B)。因?yàn)橄鄳?yīng)等待時(shí)段(例如，等待時(shí)段320和324)部分非重疊，所以命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行(例如，命令隊(duì)列150)以交錯(cuò)的方式延遲，并且在存儲器通道之上管理功率消耗以減少功率消耗尖峰。

在一些實(shí)施例中，非易失性存儲器裝置的多個(gè)不同的組的每一個(gè)包括存儲器通道(506)，該存儲器通道還包括相應(yīng)的通道控制器，并且對應(yīng)于存儲器通道中的非易失性存儲器裝置的不同的組的命令隊(duì)列包括用于存儲器通道的命令隊(duì)列。

此外，在一些實(shí)施例中，用于各個(gè)存儲器通道的通道控制器(例如，存儲器通道i)根據(jù)由通道控制器接收的外部信號確定(508)是否延遲用于各個(gè)存儲器通道的命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，上述外部信號是參考圖3A在上面描述的通道延遲信號308-i。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，上述外部信號是指示超過一個(gè)或多個(gè)功率閾值的當(dāng)前功率測量的信號(例如，功率超過閾值旗標(biāo)313)。還參見關(guān)于示出命令延遲模塊的操作的流程圖表示的操作400和402在上面的討論。

在一些實(shí)施例中，非易失性存儲器系統(tǒng)(例如，儲存裝置120)包括M個(gè)存儲器通道(510)，其中M是大于1的整數(shù)，每個(gè)存儲器通道包括具有相應(yīng)的命令隊(duì)列和等待時(shí)段的非易失性存儲器裝置的不同的組。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，用于M個(gè)存儲器通道的每個(gè)存儲器通道的等待時(shí)段根據(jù)對應(yīng)于存儲器通道的優(yōu)先級的占空比而重復(fù)(512)。因此，沒有一個(gè)存儲器通道在持久的等待狀態(tài)中。此外，在一些實(shí)施例中，占空比對應(yīng)于存儲器通道的優(yōu)先級(例如，具有高優(yōu)先級的存儲器通道具有以低占空比的等待時(shí)段)。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，用于M個(gè)存儲器通道的每個(gè)存儲器通道的等待時(shí)段具有至少部分基于相應(yīng)的存儲器通道的優(yōu)先級的持續(xù)時(shí)間(514)。參考圖3A和3B在上面討論了這個(gè)的示例。在一些實(shí)施例中，相應(yīng)的存儲器通道的等待時(shí)段(例如，等待時(shí)段320，圖3B)的持續(xù)時(shí)間和占空比兩者至少部分基于相應(yīng)的存儲器通道的優(yōu)先級。此外，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，相應(yīng)的存儲器通道的等待時(shí)段和占空比根據(jù)如由功率閾值比較模塊312確定的已經(jīng)超過的一個(gè)或多個(gè)功率閾值而設(shè)置。

在一些實(shí)施例中，獲得對應(yīng)于由子系統(tǒng)的功率消耗的功率測量(516)，其中子系統(tǒng)包括非易失性存儲器裝置的多個(gè)不同的組。參考圖1在上面描述了這樣的子系統(tǒng)的示例。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，對應(yīng)于由子系統(tǒng)的功率消耗的功率測量由諸如參考圖3A在以上描述的用電量監(jiān)控器和交錯(cuò)等待邏輯124的用電量監(jiān)控器獲得。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，功率測量是由子系統(tǒng)的瞬時(shí)功率消耗(518)的測量。額外地和/或可替換地，功率消耗311是由子系統(tǒng)的平均功率消耗的測量，等于在預(yù)定的時(shí)間之上的由子系統(tǒng)的總功率消耗(例如，10秒時(shí)段的之上每秒消耗的平均功率)。此外，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，從非易失性存儲器系統(tǒng)的外部裝置接收功率測量(520)。此外，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，根據(jù)功率測量頻率獲得功率測量(522)。

此外，在一些實(shí)施例中，根據(jù)獲得的功率測量和一個(gè)或多個(gè)功率閾值作出(524)減少由非易失性存儲器系統(tǒng)的功率消耗的確定。功率閾值比較模塊312根據(jù)獲得的功率測量信號311和一個(gè)或多個(gè)功率閾值(有時(shí)被稱為功率閾值)作出確定以減少功率消耗(例如，功率超過閾值旗標(biāo)313)。在一些實(shí)施例中，功率閾值是對瞬時(shí)功率消耗的限制(例如，在由儲存裝置中的NVM裝置的3200毫瓦的尖峰功率消耗上的限制)、和/或?qū)υ诘扔谠陬A(yù)定的時(shí)間之上的由子系統(tǒng)總功率消耗的平均功率的限制(例如，在10秒時(shí)段之上每秒平均消耗的3200毫瓦的限制)。具體地，在一些實(shí)施例中，功率閾值比較模塊312將一個(gè)或多個(gè)功率測量(例如，功率測量311)與一個(gè)或多個(gè)功率閾值比較，并且如果功率測量311超過功率閾值，則產(chǎn)生功率超過閾值旗標(biāo)313。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，如果功率測量311超過功率閾值，則功率閾值比較模塊312將功率超過閾值旗標(biāo)313設(shè)置為第一預(yù)定的值(例如，“真”或1)，并且如果功率測量311沒有超過功率閾值，則將功率超過閾值旗標(biāo)313設(shè)置為第二預(yù)定的值(例如，“假”或0)。

在一些實(shí)施例中，在M個(gè)不同的交錯(cuò)的開始時(shí)間處，在M個(gè)存儲器通道的命令隊(duì)列中重新啟動(dòng)(526)命令的執(zhí)行，其中M是大于1的整數(shù)。此外，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，非易失性存儲器系統(tǒng)包括M個(gè)存儲器通道(528)，每個(gè)存儲器通道包含具有相應(yīng)的命令隊(duì)列的非易失性存儲器裝置的不同的組。在一些進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)方式中，M個(gè)存儲器通道的每個(gè)存儲器通道還包括通道控制器，該通道控制器被配置為(530)接收外部信號并且根據(jù)外部信號來延遲對應(yīng)于存儲器通道的命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，M個(gè)不同的交錯(cuò)的開始時(shí)間的每一個(gè)對應(yīng)于用于相應(yīng)的存儲器通道的等待時(shí)段(532)的結(jié)束，其中用于M個(gè)存儲器通道的等待時(shí)段具有對應(yīng)于M個(gè)不同的開始時(shí)間的不同的交錯(cuò)的結(jié)束時(shí)間。

可選地，在一些實(shí)施例中，方法包括占優(yōu)(534)對應(yīng)于非易失性存儲器裝置的多個(gè)不同的組中的非易失性存儲器裝置的不同的組的各個(gè)命令隊(duì)列中的延遲的命令的執(zhí)行。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，占優(yōu)各個(gè)命令隊(duì)列中的延遲的命令的執(zhí)行至少部分基于非易失性存儲器裝置的相應(yīng)的不同的組的優(yōu)先級(536)。例如，如果各個(gè)存儲器通道是高優(yōu)先級存儲器通道，則用于該存儲器通道的命令延遲模塊214被配置為繼續(xù)執(zhí)行用于各個(gè)存儲器通道的命令隊(duì)列中的命令，而沒有延遲，即使當(dāng)用于各個(gè)存儲器通道的通道延遲信號308指示延遲用于各個(gè)存儲器通道的命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行150被使能時(shí)。對于基于存儲器通道優(yōu)先級的占優(yōu)延遲的命令的執(zhí)行的進(jìn)一步討論可以在上面參照圖4中的操作408找到。

此外，在一些實(shí)現(xiàn)方式中，占優(yōu)各個(gè)命令隊(duì)列中的延遲的命令的執(zhí)行至少部分基于各個(gè)命令隊(duì)列中的命令的一個(gè)或多個(gè)的優(yōu)先級(538)。對基于各個(gè)命令隊(duì)列中的一個(gè)或多個(gè)命令的優(yōu)先級占優(yōu)延遲的命令的執(zhí)行的進(jìn)一步討論可以在上面參照圖4中的操作408找到。

在一些實(shí)現(xiàn)方式中，關(guān)于上述任何方法，儲存裝置包括(1)用于將儲存裝置耦接到主機(jī)系統(tǒng)的接口，(2)多個(gè)非易失性存儲器控制器，多個(gè)控制器的每個(gè)控制器被配置為延遲由控制器管理的一個(gè)或多個(gè)命令隊(duì)列中的命令的執(zhí)行，以及(3)非易失性存儲器裝置的多個(gè)不同的組，每一個(gè)由非易失性存儲器控制器的相應(yīng)的一個(gè)控制。

半導(dǎo)體存儲器裝置包括易失性存儲器裝置，諸如動(dòng)態(tài)的隨機(jī)存取存儲器(“DRAM”)或靜態(tài)的隨機(jī)存取存儲器(“SRAM”)裝置；非易失性存儲器裝置——諸如電阻式隨機(jī)存取存儲器(“ReRAM”)、電可擦除可編程只讀存儲器(“EEPROM”)、閃速存儲器(也可以被認(rèn)為是EEPROM的子集)、鐵電的隨機(jī)存取存儲器(“FRAM”)以及磁阻的隨機(jī)存取存儲器(“MRAM”)；以及其他能夠貯存信息的半導(dǎo)體元件。此外，每種類型的存儲器裝置可以具有不同的配置。例如，閃速存儲器裝置可以配置在NAND或NOR配置中。

存儲器裝置可以由無源和/或有源元件或兩者構(gòu)成。以非限制性示例的方式，無源半導(dǎo)體存儲器元件包括ReRAM裝置元件，其在一些實(shí)施例中包括電阻率切換貯存元件——諸如反熔絲、變相材料等，以及可選地控制元件——諸如二極管等。進(jìn)一步以非限制性示例的方式，有源半導(dǎo)體存儲器元件包括EEPROM和閃速存儲器裝置元件，其在一些實(shí)施例中包括包含電荷貯存區(qū)域的元件——諸如浮置柵極、傳導(dǎo)的納米粒子或電荷貯存電介質(zhì)材料。

多個(gè)存儲器元件可以被配置為使得它們串聯(lián)連接或者使得每個(gè)元件可被獨(dú)立地訪問。以非限制性示例的方式，在NAND裝置包含串聯(lián)連接的存儲器元件(例如，包含電荷儲存區(qū)的裝置)。例如，NAND存儲器陣列可以被配置為使得陣列由多個(gè)存儲器串構(gòu)成，其中每個(gè)串由共享單個(gè)位線并作為一組存取的多個(gè)存儲器元件構(gòu)成。相反，存儲器元件可以被配置為使得每個(gè)元件可被獨(dú)立地訪問，(例如NOR存儲器陣列)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)明白，NAND和NOR存儲器配置是示例性的，并且可以以其它方式配置存儲器元件。

半導(dǎo)體存儲器元件包括在單個(gè)裝置中，諸如位于相同的襯底(例如，半導(dǎo)體襯底)中和/或之上或在單個(gè)裸芯中的存儲器元件，可以以二維或三維的方式分布，(諸如二維(2D)存儲器陣列結(jié)構(gòu)或三維(3D)存儲器陣列結(jié)構(gòu))。

在二維存儲器結(jié)構(gòu)中，半導(dǎo)體存儲器元件被布置在單個(gè)平面或者單個(gè)存儲器裝置級中。典型地，在二維存儲器結(jié)構(gòu)中，存儲器元件位于基本上平行于支撐存儲器元件的襯底的主表面地延伸的平面中(例如，在x-z方向平面中)。襯底可以是在其上放置存儲器元件的材料層和/或在其中形成存儲器元件的晶片，或者它可以是在存儲器元件形成之后附接到存儲器元件的載體襯底。作為非限制性示例，襯底可以包括諸如硅的半導(dǎo)體。

存儲器元件可以布置在有序的陣列中的單個(gè)存儲器裝置級中——諸如在多個(gè)行和/或列中。但是，如由本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，存儲器元件以不規(guī)則或者非正交的配置布置。存儲器元件的每一個(gè)具有兩個(gè)或多個(gè)電極或接觸線，包括位線和字線。

三維存儲器陣列被組織為使得存儲器元件占據(jù)多個(gè)平面或多個(gè)裝置級，在三維中形成結(jié)構(gòu)(即，在x、y和z方向中，其中y方向基本上垂直于襯底的主表面，并且x和z方向基本上平行于襯底的主表面)。

作為非限制性示例，三維存儲器陣列結(jié)構(gòu)中的每個(gè)平面可以物理地位于二維中(一個(gè)存儲器級)，其中多個(gè)二維存儲器級形成三維存儲器陣列結(jié)構(gòu)。作為另一非限制性示例，三維存儲器陣列可以被物理地結(jié)構(gòu)化為多個(gè)垂直的列(例如，基本上垂直地延伸到襯底的主表面的列，在y方向中)，該列在每個(gè)列中具有多個(gè)元件并且從而具有橫跨存儲器裝置的幾個(gè)垂直堆疊的平面的元件。列可以布置在二維配置中(例如，在x-z平面中)，從而產(chǎn)生存儲器元件的三維布置。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，存儲器元件在三維中的其它配置也將組成三維存儲器陣列。

以非限制性示例的方式，在三維NAND存儲器陣列中，存儲器元件可以連接在一起以在單個(gè)平面中形成NAND串，有時(shí)被稱為水平(例如，x-z)平面以便于討論?？商鎿Q地，存儲器元件可以連接在一起以延伸通過多個(gè)平行的平面。可以設(shè)想其它三維配置，其中一些NAND串在存儲器元件的單個(gè)平面(有時(shí)被稱為存儲器級)中包含存儲器元件，而其它串在延伸通過多個(gè)平行平面(有時(shí)被稱為平行存儲器級)的存儲器元件。三維存儲器陣列也可以設(shè)計(jì)在NOR配置中和在ReRAM配置中。

單片三維存儲器陣列是根據(jù)一系列制造操作在其中存儲器元件的多個(gè)平面(也被稱為多個(gè)存儲器級)形成在單個(gè)襯底之上和/或單個(gè)襯底中的陣列，該襯底諸如半導(dǎo)體晶片。在單片3D存儲器陣列中，材料層形成各個(gè)存儲器級——諸如最高的存儲器級，位于形成之下的存儲器級的材料層的頂上，但是在相同的單個(gè)襯底上。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，單片3D存儲器陣列的鄰近存儲器級可選地共享至少一個(gè)材料層，而在其它實(shí)現(xiàn)方式中，鄰近的存儲器級具有將其分開的中間的材料層。

相反，二維存儲器陣列可以單獨(dú)地形成并且然后以混合的方式集成在一起以形成非單片3D存儲器裝置。例如，堆疊的存儲器已經(jīng)通過在單獨(dú)的襯底上形成2D存儲器級并且在相互之上集成形成的2D存儲器級而構(gòu)造。每個(gè)2D存儲器級的襯底可以在將其集成到3D存儲器裝置中之前變薄或者移除。由于個(gè)體存儲器級形成單獨(dú)的襯底上，產(chǎn)生的3D存儲器陣列不是單片三維存儲器陣列。

對于存儲器元件的適當(dāng)操作以及與存儲器元件的適當(dāng)通信通常需要相關(guān)聯(lián)的電路。該相關(guān)聯(lián)的電路可以在相同的襯底上作為存儲器陣列和/或在單獨(dú)的襯底上。作為非限制性示例，存儲器裝置可以具有用在存儲器元件的編程和讀取中的驅(qū)動(dòng)器電路和控制電路。

此外，從2D存儲器陣列和3D存儲器陣列(單片或混合)中選擇的多于一個(gè)存儲器陣列可以單獨(dú)地形成并且然后封裝在一起以形成堆疊的芯片存儲器裝置。堆疊的芯片存儲器裝置包括多個(gè)平面或存儲器裝置的層，有時(shí)被稱為存儲器級。

術(shù)語“三維存儲器裝置”(或3D存儲器裝置)在這里被定義為意味著具有存儲器元件的多個(gè)層或多個(gè)級(例如，有時(shí)被稱為多個(gè)存儲器級)的存儲器裝置，包括以下的任一個(gè)：具有單片或非單片3D存儲器陣列的存儲器裝置，其一些非限制性示例如上所述；或兩個(gè)或多個(gè)2D和/或3D存儲器裝置，被封裝在一起以形成堆疊的芯片存儲器裝置，其一些非限制性示例如上所述。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識到本發(fā)明或者這里所描述并要求的發(fā)明不限于這里所述的二維和三維示例性結(jié)構(gòu)，而是占優(yōu)適用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明或者在這里所述的發(fā)明以及由本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的所有相關(guān)的存儲器結(jié)構(gòu)。

應(yīng)理解的是，盡管可能在這里使用術(shù)語“第一”、“第二”等描述各種元件，這些元件不應(yīng)被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅被用于將一個(gè)元件與另一區(qū)分。例如，第一接觸可以被叫做第二接觸，并且類似地，第二接觸可以被叫做第一接觸，而只要“第一接觸”的所有出現(xiàn)被一致地重新命名并且“第二接觸”所有出現(xiàn)被一致地重新命名，其改變說明的含義。第一接觸和第二接觸都是接觸，但是它們不是相同的接觸。

這里所使用的術(shù)語僅是為了描述特定實(shí)施例的目的并且不意欲限制權(quán)利要求。如在實(shí)施例的描述以及所附權(quán)利要求中所使用的，單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”和“所述”也意欲包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文明確地另有說明。還應(yīng)理解的是，如這里所使用的術(shù)語“和/或”指代并且包含相關(guān)聯(lián)的列出的項(xiàng)目的一個(gè)或多個(gè)的任何以及所有可能的組合。將進(jìn)一步理解的是，術(shù)語“包含”和/或“包括”——當(dāng)用在本說明書中時(shí)——指明出現(xiàn)所述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是不排除其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或其組合的一個(gè)或多個(gè)的出現(xiàn)或增加。

如這里所使用的，取決于上下文，術(shù)語“如果”可以解釋為意思是“當(dāng)所述的先決條件為真時(shí)”或“在所述的先決條件為真時(shí)”或“響應(yīng)于確定所述的先決條件為真”或“根據(jù)所述的先決條件為真的確定”或“響應(yīng)于檢測到所述的先決條件為真”。類似地，取決于上下文，短語“如果確定[所述的先決條件為真]”或“如果[所述的先決條件為真]”或“當(dāng)[所述的先決條件為真]時(shí)”可以解釋為意思是“當(dāng)確定所述的先決條件為真時(shí)”或“響應(yīng)于確定所述的先決條件為真”或“根據(jù)所述的先決條件為真的確定”或“在檢測到所述的先決條件為真時(shí)”或“響應(yīng)于檢測到所述的先決條件為真”。

為了解釋的目的，已經(jīng)參考特定實(shí)現(xiàn)方式描述了前述說明。但是，上述說明性討論不意欲是窮舉性的或者將權(quán)利要求限制到所公開的精確形式。鑒于上述教導(dǎo)，許多修改和變化是可能的。實(shí)現(xiàn)方式被選中并且描述以便于最好地解釋操作的原理和實(shí)際應(yīng)用，以從而使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤?/p>