部分页面存储器操作的制作方法_3

文档序号:8927077阅读:来源:国知局
选择用于存储器操作的一些瓦片群组及避免在其中的存储器块 或页面内的其它瓦片群组上执行存储器操作而在存储器块(例如存储器块300)的部分上 执行存储器操作。在此案例中,可实施(例如设计)存储器阵列使得每一页面(例如页面 510)可包括多个部分页面,例如图5中的部分页面510到542(由各自封围由虚线垂直线分 离的两个较小矩形的较大矩形表示),且每一部分页面可对应于包括多个(例如两个)瓦片 的瓦片群组。因此,取决于设计选择,(例如)对应于块(例如块0到块2, 047或块"RSV") 中的一者且对应于多个(例如三十二(32)个)层中的给定层的每一页面(例如页面510) 可包括如由图5中的虚线指示的具有总共三十二(32)个瓦片的十六(16)个瓦片群组。
[0054] 图6展示根据各种实施例的用于在部分页面(例如瓦片群组)与存储器(例如列) 地址之间的映射的实例电路600。例如,存储器阵列610 (例如3D NAND存储器装置200)的 多个瓦片群组TG0到TG7中的每一者可经预先指派(例如预先映射到)列地址的指定范围。 当在相关存储器控制器(例如存储器控制单元118)处接收到对存储器(例如编程)操作 的请求时,可依据来自多个选择/控制电路620 (例如行解码器107、列解码器108,及/或 选择器140)中的对应一者或多者的启用信号而选择瓦片群组TG0到TG7中的对应一者或 多者。
[0055] 应注意,虽然关于其中存储器阵列610的列地址可映射到八个瓦片群组TG0到TG7 中的实施例来解释图6,但是其它实施例也是可能的。例如,参考图5,在其中每一块(及其 每一页面)被分裂成十六(16)个瓦片群组(例如部分页面512到542)的存储器阵列的情 况下,接着存储器阵列的全部列地址可映射到十六(16)个范围中。
[0056] 在各种实施例中,例如,可基于瓦片群组大小(例如边界)将与存储器(例如编 程)操作相关联的(例如写入)数据分裂成多个部分。可将数据的多个部分中的每一者映 射到多个瓦片群组TG0到TG7中的对应瓦片群组。当至少部分完成映射时,可依序或同时选 择对应瓦片群组以执行相对于数据的相应(映射)部分的存储器操作。由于可独立于其它 瓦片群组而选择每一瓦片群组,所以可在不影响存储于其它(非所选)瓦片群组中的数据 的完整性的情况下独立执行相应瓦片群组上的存储器操作。当设计存储器装置时,可物理 地确定存储器装置(例如存储器阵列200)的每一瓦片的大小。因此,将多个(例如两个、 四个或八个等)瓦片分组为(单一)瓦片群组且独立于其它瓦片群组而选择每一瓦片群组 的能力允许存储器装置灵活适应于存储器装置与其它装置(例如存储器控制单元118或外 部处理器)之间的各种(例如数据转移)规范。虽然图6展示其中每一瓦片群组的大小包 括约一个(1)KB(例如1,024个字节)的实例,但是电路600也可用于映射更大或更小瓦片 群组大小。
[0057] 在各种实施例中,瓦片或瓦片群组大小可确定存储器操作的最小页面粒度。可至 少部分基于页面大小、瓦片群组的数目、每一瓦片群组中的瓦片的数目、备用面积大小等 等来确定瓦片或瓦片群组大小。如果(例如NAND)页面大小约为X字节(针对规则页面 面积)加上Y字节(针对备用页面面积),那么瓦片群组大小可约为(X+YV(页面中的瓦 片群组的数目)。例如,在X值约为16, 384字节(例如约16KB)的情况下,如果Y值约为 2, 208字节且每个页面的瓦片群组的数目为十六(16)个,那么瓦片群组大小可经计算约为 (16, 384+2, 208)/16 =约1,162字节。在此情况下,可通过将瓦片群组大小除以组合于每一 瓦片群组中的瓦片的数目来计算瓦片大小。因此,继续以上实例,如果将两个瓦片组合于每 一瓦片群组中,那么瓦片大小可约为1,162/2 =约581字节。在此实例中,由于可独立于其 它瓦片群组将每一瓦片群组编程、读取、擦除或验证,所以可以多达十六(16)个步骤将(例 如NAND)页面编程,每次只编程少到一个瓦片群组。每次编程瓦片群组可使存储于其它(例 如非所选或非激活)瓦片群组中的数据不受影响。
[0058] 因此,在根据各种实施例的3D NAND存储器下,由于(例如MLC)页面内的列地址 (例如字节位置)被映射到对应于可独立于其它瓦片群组而选择的页面的多个瓦片群组 中,所以可编程页面的次数可多于一次(1)。这在现有NAND存储器设计中不被支持,因为 (例如)现有存储器中不存在瓦片或瓦片群组结构。可只编程现有NAND存储器的页面一 次,且在先前编程操作中的未经编程的页面的编程部分目前需要擦除包含所述页面的全部 存储器块。
[0059] 在各种实施例中,瓦片群组可经聚集(例如经聚合或组合在一起)(例如)以调整 每个瓦片群组的带宽。在此类情况下,可由聚集在一起的瓦片群组的数目来分裂列地址范 围。下文关于表1提供瓦片群组聚集的多个实例。对于这些实例,假设在给定页面中存在 十六(16)个瓦片群组,且所述页面大小约为N字节(例如约18, 592字节,例如约16KB的 页面面积加上约2, 208字节的备用面积)。还假设每个瓦片群组的带宽约为=X MT/s (例 如 400MT/s)。
[0060] 表1 :瓦片群组聚集的实例
[0062] 在各种实施例中,可选择上文列出或其它聚集配置中的一者以在给定时间内在3D NAND存储器内实施作为设计偏好。此选择可至少部分基于每个瓦片群组的带宽与瓦片群组 集的数目之间的保证权衡。如表1中所示,每个页面的更多瓦片群组集(例如每个瓦片群 组集的较小数目个瓦片群组)可导致每个瓦片群组具有更高存取带宽。增大每个瓦片群组 的存取带宽可继而增大内部数据总线宽度、内部总线速度、增大的裸片大小或增大的功率 消耗或寄生泄漏。
[0063] 图7展示根据各种实施例的用于在列地址与依瓦片群组集的形式的部分页面之 间的映射的实例方案700。数据可跨给定瓦片群组集中的任何瓦片群组扰码(例如存取) (例如编程、读取、擦除或验证)(例如)以减小用于存取每一瓦片群组的带宽。可由页面大 小及每个页面的瓦片群组集的数目确定列地址边界,(例如)如上文关于表1描述。如图7 中所示,(例如)在页面大小约为18, 592字节的情况下,针对每个页面的一个(1)瓦片群组 集的第一(例如顶部)映射方案710可具有覆盖从字节0到字节18, 591的一个(1)列地 址范围712。针对每个页面的两(2)个瓦片群组集的第二(例如中间)映射方案720可具 有两(2)个列地址范围722、724,其中每一范围分别覆盖从字节0到字节9, 295、及从字节 9, 296到字节18, 591。针对每个页面的四(4)个瓦片群组集的第三(例如底部)映射方案 730可具有四(4)个列地址范围722、734、736、738,其中每一范围分别覆盖从字节0到字节 4, 647、从字节4, 648到字节9, 295、从字节9, 296到字节13, 943,及从字节13, 944到字节 18,591〇
[0064] 应注意,虽然图7展示每一瓦片群组集包括各自映射到存储器(例如列)地址(其 对其它瓦片群组的地址为连续(例如依序))中的多个瓦片群组,但是其它布置也是可能 的。例如,第二映射方案720中的第一(例如左边)瓦片群组集可包括瓦片群组"0"、"2"、 "4"、"6"、"8"、1"、"(:"及1",且第二映射方案720中的第二(例如右边)瓦片群组集可包 括瓦片群组"1"、"3"、"5"、"7"、"9"、1"、"0"及叩"。此外,当输入(例如写入)数据(例 如在相连地址范围内)被分裂(例如划分)成多个数据部分或每一数据部分被映射到对应 瓦片群组集中时,所述输入数据的数据部分可跨(映射)瓦片群组集中的全部瓦片群组延 伸。(映射)瓦片群组集内的瓦片群组可相对于其相关联列地址而依序或非依序选择。在 其它实施例中,可至少部分基于非地址相关方面(例如每一瓦片群组的使用频率或任何其 它指定规则)而确定(映射)瓦片群组集内的瓦片群组的选择。
[0065] 在各种实施例中,在数据扰码布置中可考虑数据路径速度。例如,将约1,162顺序 字节映射到一个瓦片或一个瓦片群组可增大维持更快数据速率所需电路的量。可(例如) 基于存储器地址内的位置而将若干瓦片或瓦片群组分组在一起(而不是将其保持完全独 立)。
[0066] 在各种实施例中,可针对编程考虑关于给定3D NAND存储器的瓦片或瓦片群组中 的哪些具有待被写入的数据的信息,且在一些实施例中,可只编程那些瓦片或瓦片群组。在 一些实施例中,主机可负责了解给定页面的哪些部分(例如部分页面)已被编程,及所述页 面的哪些部分尚未被编程。可操作3D NAND存储器以报告其用于编程操作的部分页面大小 (例如边界),使得主机可将写入数据发送到3D NAND存储器以将写入数据对准所述边界。
[0067] 在一些实施例中,(例如)归因于更多或更少瓦片或瓦片群组被激活,可随着迅速 增大或减少的施加到编程操作的电压的速率或依恒定速率(例如斜变速率)变化调整编程 操作的算法。这可导致改变呈现于驱动器的电阻或电容。此类型的操作可避免(例如)用 于实施编程操作的命令集的变化。
[0068] 在一些实施例中,当读取具有预先经编程的部分的下部页面时,可操作3D NAND存 储器以检查瓦片或瓦片群组中的哪些已编程下部页面部分,且可只返回已预先经编程的瓦 片或瓦片群组的有效数据。当读取具有预先经编程的相关联上部页面的一些部分的下部页 面时,3D NAND存储器可调整其用于尚未编程上部页面的瓦片或瓦片群组的读取算法。当读 取上部页面时,可操作3D NAND存储器以监视瓦片中的哪些已先前编程所述上部页面且只 返回已编程上部页面的瓦片或瓦片群组的有效数据。当使用这些类型的操作时,还可避免 读取算法的变化,使得即使只当读取有效、先前经编程的瓦片时将数据返回到主机仍可读 取全部瓦片或瓦片群组。
[0069] 现考虑图1到7中所说明且前文描述的各种实施例,可知设备可包括存储器块,存 储器块包括:存储器单元串,每一串包括形成于多个层中的存储器单元;由串共享的存取 线,每一存取线耦合到对应于多个层中的相应层的存储器单元,存储器单元对应于包括多 个页面中的相应页面的相应层的至少一部分;及由串共享的数据线,数据线包括多个数据 线子集,每一数据线子集映射到相应页面的多个部分页面中的相应部分页面中,每一部分 页面可独立于其它部分页面而选择。
[0070] 在各种实施例中,多个部分页面中的每一者可包括瓦片。
[0071 ] 在各种实施例中,多个部分页面中的每一者可包括瓦片群组。每一瓦片群组可包 含多个瓦片。
[0072] 在各种实施例中,多个部分页面中的每一者可包括瓦片群组集。每一瓦片群组集 可包含多个瓦片群组。
[0073] 在各种实施
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