存储器设备及其控制电力的方法与流程

本申请要求于2017年11月10日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请no.10-2017-0149423的优先权，其全部公开内容通过引用合并于此。

本发明涉及存储器设备及其控制电力的方法。

背景技术：

在固态驱动器(ssd)的早期部署中，还使用针对其他存储设备(例如，硬盘(hdd)已经存在的主机设备的接口(特别主要是串行高级技术附件(sata))来将ssd连接到主机。

然而，使用sata接口很难处理固态驱动器的速度。因此，用于图形卡等的外围组件互连快速(pcie)接口已经成为将ssd连接到主机的新方式。

由于pcie未针对现有sata设备使用高级主机控制器接口(ahci)进行优化，因此使用nvm快速(nvme)或者非易失性存储器主机控制器接口(nvmhci)规范，能够最快速有效地执行与主机的连接。

然而，在nvme或者nvmhci接口的情况下，当降低待机功耗时，加电操作中可能发生时延。

技术实现要素：

本发明的一个方面提供了一种存储器设备，减少或者最小化其加电操作的延迟，同时降低或者最小化其待机功耗。

本发明的另一方面提供了一种针对存储器设备的电力控制方法，减少或者最小化其加电操作的延迟，同时降低或者最小化其待机功耗。

然而，本发明的各个方面不限于本文所阐述的那些。通过参考下面给出的本发明的详细描述，本发明的上述和其他方面对于本发明所属领域的普通技术人员而言将变得更加显而易见。

根据本发明构思的一方面，提供了一种存储器设备，包括：主机接口，被配置为从主机接收命令并且还被配置为控制所述主机对所述存储器设备的访问；寄存器，能够由主机访问并且包括多个区域；存储器访问监控器，被配置为监控主机访问多个区域中的哪个区域，并且还被配置为响应于此，产生监控信号；以及电力控制管理器，被配置为根据监控信号选择存储器设备的选择性供电模块的加电组，并且还被配置为向选择性供电模块的被选择的加电组供电，而不向不属于被选择的加电组的存储器设备的任何选择性供电模块供电。

根据本发明构思的另一方面，提供了一种存储器设备，包括：主机接口，被配置为从主机接收命令，并且还被配置为控制主机对存储器设备的访问；寄存器，能够由主机访问并且包括多个不同的区域；命令控制器，被配置为对命令进行解码；处理核，被配置为执行命令；存储器访问监控器，被配置为监控主机对寄存器的写入操作，以产生监控信号；以及电力控制管理器，被配置为根据所述监控信号选择所述存储器设备的选择性供电模块的加电组，并且还被配置为向所述选择性供电模块的被选择的加电组供电，而不向不属于所述被选择的加电组的任何选择性供电模块供电。

根据本发明构思的另一方面，提供了一种存储器设备，包括：寄存器，包括能够由主机访问的第一区域和第二区域；存储器访问监控器，被配置为当主机在第一区域中执行写入操作时，产生第一监控信号，并且当主机在第二区域中执行写入操作时产生第二监控信号；以及电力控制管理器，被配置为在接收到第一监控信号时，向存储器设备的选择性供电模块的第一加电组供电；并且在接收到第二监控信号时，向存储器设备的选择性供电模块的第二加电组供电，其中，第一加电组与第二加电组不同。

根据本发明构思的另一方面，提供了一种控制存储器设备的功耗的方法，所述方法包括：从主机接收命令指针，并且将命令指针写入包括主机能够访问的多个区域的寄存器中；监控命令指针被写入寄存器的哪个区域，以产生监控信号；根据所述监控信号选择所述存储器设备的选择性供电模块的加电组；以及选择性地向所述选择性供电模块的被选择的加电组供电，而不向不属于所述被选择的加电组的所述存储器设备的任何选择性供电模块供电。

根据本发明构思的又一方面，提供了一种用于向存储器设备的元件供电的方法，存储器设备包括：处理核，被配置为执行从主机接收的命令；非易失性存储器，被配置为存储数据；非易失性存储器控制器，被配置为控制非易失性存储器；易失性存储器，能够由处理核访问以执行命令；以及寄存器，包括能够由主机访问的第一区域和第二区域。所述方法包括：从主机接收命令指针，并将命令指针写入第一区域和第二区域之一；当主机在第一区域中执行写入操作时，产生第一监控信号，并且当主机在第二区域中执行写操作时，产生第二监控信号；以及响应于第一监控信号向易失性存储器供电，并且响应于第二监控信号不向易失性存储器供电。

附图说明

通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的上述及其他方面和特征将变得更清楚。

图1是示出了根据一些实施例的存储器设备的框图。

图2是用于详细说明图1的存储器控制器和非易失性存储器的框图。

图3是根据一些实施例的存储器设备的非易失性存储器的存储块的示例性等效电路图。

图4是根据一些实施例的存储器设备的非易失性存储器的存储块的透视图。

图5是根据一些实施例的存储器设备的非易失性存储器的存储块的截面透视图。

图6是用于说明根据一些实施例的存储器设备的电力控制管理器的操作的框图。

图7是示出了根据一些实施例的存储器设备的电力控制流的框图。

图8是示出了根据一些实施例的存储器设备的寄存器的内部结构的框图。

图9是示出了根据一些实施例的存储器设备的寄存器的主机执行写入操作的区域的加电模块的表。

图10a是示出了现有技术中随时间变化的功耗的图表。

图10b是示出了现有技术中随时间变化的功耗的图表。

图10c是示出了根据本文公开的一些实施例的存储器设备的随时间变化的功耗的图表。

图11是用于说明根据一些实施例的存储器设备的寄存器的内部结构的框图。

图12是示出了针对根据一些实施例的存储器设备的寄存器的主机执行写入操作的每个区域的加电模块的表。

图13是示出了根据一些实施例的存储器设备的电力控制方法的流程图。

具体实施方式

通过参照优选实施例的以下详细描述和附图可以理解本发明的优点和特征以及实现该优点和特征的方法。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且不应该被解释为限于本文阐述的实施例。更确切地说，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并且将本发明的范围构思传达给本领域技术人员，并且仅由所附权利要求限定本发明。

本发明要解决的问题不限于上述问题，本领域技术人员从下面的描述中可以清楚地理解未提及的其他问题。

在下文中，将参考图1至图10c描述特征存储器设备和控制存储器设备中的电力的方法的实施例。

图1是示出了根据一些实施例的存储器设备的框图，并且图2是用于详细说明图1的存储器控制器和非易失性存储器的框图。图3是根据一些实施例的存储器设备的非易失性存储器的存储块的示例性等效电路图，并且图4是根据一些实施例的存储器设备的非易失性存储器的存储块的透视图。图5是根据一些实施例的存储器设备的非易失性存储器的存储块的截面透视图，并且图6是用于说明根据一些实施例的存储器设备的电力控制管理器的操作的框图。图7是示出了根据一些实施例的存储器设备的电力控制流的框图，并且图8是示出了根据一些实施例的存储器设备的寄存器的内部结构的框图。图9是示出了根据一些实施例的存储器设备的寄存器的主机执行写入操作的区域的加电模块的表，并且图10a是示出了现有技术中随时间变化的功耗的图表。图10b是示出了现有技术中随时间变化的功耗的图表，并且图10c是示出了根据本文公开的一些实施例的存储器设备的随时间变化的功耗的图表。

参考图1，包括根据一些实施例的存储器设备200的存储器系统包括主机100和存储器设备200。

主机100可以在存储器设备200的外部并且耦接到存储器设备200。主机100可以经由主机接口210连接到存储器设备200，主机接口210可以包括在存储器设备200中。主机100可以控制存储器设备200的数据处理操作(例如，写入操作和读取操作)。

主机100可以被提供为但不限于：主机处理器、集成电路(tc)、主板、片上系统(soc)、应用处理器(ap)、移动ap、网络服务器、数据服务器或数据库服务器。

存储器设备200可以经由主机接口210与主机100发送和接收命令和/或数据。存储器设备200可以被提供为基于闪存的存储器，但是不限于此。例如，存储器设备200可以被提供为但不限于：固态驱动器或固态盘(ssd)或嵌入式ssd(essd)。

主机100和存储器设备200可以相互连接以提供单个数据处理系统。数据处理系统可以被提供为，但不限于：例如，个人计算机(pc)、工作站、数据中心、互联网数据中心(idc)、直接附加存储(das)系统、存储区域网络(san)系统、网络附加存储(nas)系统、廉价磁盘冗余阵列或独立磁盘冗余阵列(raid)系统、或者移动设备。

此外，移动设备可以被提供为，但不限于：膝上型计算机、蜂窝电话、移动电话、智能电话、平板pc、个人数字助理(pda)、企业数字助理(eda)、数字静止相机、数字视频相机、便携式多媒体播放器(pmp)、个人导航设备或便携式导航设备(pnd)、手持式游戏控制台、移动互联网设备(mid)、可穿戴计算机、物联网(iot)设备、万物网(ioe)设备、无人机或电子书。

根据一些实施例的存储器设备200包括主机接口210、命令控制器220、处理核230、易失性存储器240、存储器控制器250、非易失性存储器260、第一寄存器270、存储器访问监控器280、和电力控制管理器290。

主机接口210与稍后将描述的命令控制器220和第一寄存器270一起可以是主机100和存储器设备200之间的命令和/或数据的传输路径。根据一些实施例，主机接口210可以被提供为，但不限于：外围组件互连快速(pcie)接口和非易失性存储器快速(nvme)接口。

根据一些实施例，主机接口210可以发送电信号或光信号。此外，主机接口210可以控制主机100对存储器设备200的访问。也就是说，主机接口210可以允许主机100对第一寄存器270的部分区域的访问，并且可以阻止主机100对剩余区域的访问。

命令控制器220可以通过主机接口210从主机100接收数据。命令控制器220可以经由主机接口210从主机100接收命令。

命令控制器220可以对接收到的命令进行解码并将命令转换为可以由处理核230解释的格式。此外，命令控制器220可以取回命令。这里，取回可以意味着从主机100加载命令。

也就是说，发送实际命令的方法可以是首先将命令指针写入第一寄存器270的门铃区域中，然后从主机100相应地取回命令的方法。也就是说，命令控制器220可以取回与命令指针相对应的命令。

处理核230可以执行存储器设备200的数据处理操作。具体地，处理核230可以执行对主机100发送的数据处理命令进行执行的工作，可以刷新非易失性存储器260等。

处理核230可以执行由命令控制器220进行解码的命令或命令队列。尽管处理核230在图1中被示为单个块，但是处理核230可以包括两个或更多个处理核。这可以实现更快和更有效的数据处理操作。

原则上，处理核230还可以根据命令向电力控制管理器290提供加电指令(在图1中通过从处理核230到电力控制管理器290的箭头示出)。然而，根据一些实施例的存储器设备200可以经由存储器访问监控器280操作电力控制管理器290，而不采用这种方案。

易失性存储器240可以存储可以由处理核230执行的数据处理指令。易失性存储器240可以是例如动态随机存取存储器(dram)。易失性存储器240可以用作用于执行上述任务的缓冲存储器。

存储器控制器250可以控制提供给非易失性存储器260的命令和/或数据的传输或处理。例如，存储器控制器250可以将从主机100发送的数据写入非易失性存储器260，并且可以将从非易失性存储器260读取的数据发送到主机100。

非易失性存储器260可以包括基本上存储数据的一个或多个存储单元。非易失性存储器260可以包括三维nand闪存阵列。三维存储阵列可以单片地形成在硅基板的一个或多个物理级上，并且存储单元阵列具有布置在与存储单元的操作相关联的电路上的有源区。与存储单元的操作相关联的电路可以位于基板中或基板上。术语“单片地”意味着三维阵列的每个级的层直接沉积在三维阵列的较低级层上。

参考图2，非易失性存储器260包括多个存储块(blk1至blkz，其中z是2或更大的整数)。多个存储块(blk1至blkz)中的每一个包括多个页(页1至页m，其中m是2或更大的整数)。

参考图3，存储块(blk)包括连接到多个位线(bl1至bln，其中n是2或更大的整数)的串。这里，每个串包括串联连接在位线和公共源极线(csl)之间的至少一个串选择晶体管(sst)、多个存储单元(mc1至mcm，其中m是2或更大的整数)、和至少一个地选择晶体管(gst)。

每个存储单元(mc1至mcm)可以存储至少一位或更多位的数据。尽管未示出，但是每个串可以包括在串选择晶体管(sst)和存储单元(mc1至mcm)之间的至少一个虚设单元、以及在存储单元(mc1至mcm)和地选择晶体管(gst)之间的至少一个虚设单元。

参考图4，在所示的示例中，在基板上形成四个子块。通过在基板上的字线切口(wl切口)之间以板的形式堆叠至少一条地选择线(gsl)、多个字线(wl)和至少一条串选择线(ssl)，来形成各个子块。这里，至少一条串选择线(ssl)被分成串选择线切口(串切口)。另一方面，串选择线切口存在于图4中，但是所公开的存储块不限于此。存储块(blka)可以设置为，使得不存在串选择线切口。

第一方向(第1)和第二方向(第2)彼此交叉，并且第三方向(第3)可以与第1方向(第一)和第二方向(第2)交叉。例如，第一方向(第1)、第二方向(第2)和第三方向(第3)可以是彼此正交的方向。

地选择线(gsl)、字线(wl)和串选择线(ssl)沿第二方向(第2)延伸，并且可以通过字线切口和串选择线切口沿第一方向(第1)彼此间隔开。此外，地选择线(gsl)、字线(wl)和串选择线(ssl)可以沿第三方向(第3)顺序堆叠。

在本发明的一些实施例中，至少一条虚设字线以板的形式堆叠在地选择线(gsl)和字线(wl)之间，或者至少一条虚设字线可以以板的形式堆叠在字线(wl)之间和串选择线(ssl)之间。

尽管未示出，但是每个字线切口包括公共源极线(csl)。在该实施例中，每个字线切口中包括的公共源极线(csl)共同连接。当连接到位线的立柱穿透至少一条地选择线(gsl)、多条字线(wl)和至少一条串选择线(ssl)时，形成串。

字线切口之间的结构被示为图4中的子块，但是本发明不必限于此。例如，字线切口和串选择线切口之间的结构可以称为子块。

根据实施例的块(blka)可以被提供为其中两条字线合并为一个片的结构，换言之，经合并的字线结构。

图5的块(blkb)的结构可以与图4的块(blka)的结构不同。

参考图5，为了便于说明，字线的层数设置为4，但是不限于此。存储块(blkb)可以被提供为管线形位成本可缩放(pbics)结构，其中串联连接的相邻存储单元的下端通过管线连接。

存储块(blkb)包括m×n个串(ns)(其中m和n是自然数)。在图5中，示出了m＝6且n＝2的情况。每个串(ns)包括串联连接的存储单元(mc1至mc8，未在图5中标记)。这里，存储单元(mc1至mc8)的第一上端连接到串选择晶体管(sst)，存储单元(mc1至mc8)的第二上端连接到地选择晶体管(也未在图5中标记gst)，并且存储单元(mc1至mc8)的下端通过管线连接。

字线(wl1至wl8)沿第一方向延伸，并且串(ns)可以沿第二方向延伸。字线(wl1至wl8)和串(ns)可以沿第三方向彼此间隔开。

通过堆叠在多个半导体层上来形成构成串(ns)的存储单元。每个串(ns)包括第一立柱(pl11)、第二立柱(pl12)以及将第一立柱(pl11)和第二柱(pl12)连接的立柱连接部分(pl13)。第一立柱(pl11)连接到位线(例如，bl1)和立柱连接部分(pl13)，并且通过穿透在串选择线(ssl)和字线(wl5至wl8)之间而形成。第二立柱(pl12)连接到公共源极线(csl)和立柱连接部分(pl13)，并且通过穿透在地选择线(gsl)和字线(wl1至wl4)之间而形成。如图5中所示，串(ns)以u形立柱的形式设置。

此时，第一立柱(pl11)和第二立柱(pl12)沿第三方向延伸，并且可以沿第二方向连接立柱连接部分(pl13)。

在一些实施例中，在基板上形成背栅(bg)，并且立柱连接(il13)可以设置在背栅内。在该实施例中，背栅(bg)可以共同存在于块(blkb)中。背栅(bg)可以具有与另一个块的背栅相分离的结构。

再次参考图1，第一寄存器270可以形成系统总线，如主机接口210和命令控制器220。第一寄存器270可以包括连接到主机接口210并且可以由主机100直接访问的区域。也就是说，主机100可以直接访问第一寄存器270的一部分。在本发明的一些实施例中，第一寄存器270可以包括以下至少一项：非易失性存储器、静态随机存取存储器(sram)、随机存取存储器(ram)和动态随机存取存储器(dram)。然而，本实施例不限于此。

稍后将更详细地描述第一寄存器270的详细配置。

存储器访问监控器280可以监控第一寄存器270的内部区域。也就是说，由于主机100可以经由主机接口210直接访问第一寄存器270，所以存储器访问监控器280可以监控由主机100访问的第一寄存器270的区域。

存储器访问监控器280可以根据由主机100访问的第一寄存器270的区域来产生监控信号(ms)。监控信号(ms)可以包括关于主机100是否访问第一寄存器270中的特定区域的信息。当主机100向第一寄存器270的第一区域写入时，存储器访问监控器280可以产生第一监控信号，当主机100向第一寄存器270的第一区域写入时，存储器访问监控器280可以产生第二监控信号，等等。存储器访问监控器280可以向电力控制管理器290发送监控信号(ms)。

电力控制管理器290可以从存储器访问监控器280接收监控信号(ms)。电力控制管理器290可以控制供应给存储器设备200的每个模块的电力。也就是说，电力控制管理器290可以确定向哪个模块提供多少电力。

参考图1和图6，电力控制管理器290可以向存储器设备200中的模块的加电组(g)供电。此时，加电组(g)可以是包括命令控制器220、处理核230、易失性存储器240、存储器控制器250和非易失性存储器260中的至少一个模块的组。

当电力控制管理器290向加电组(g)供电时，可以调整电压和频率。电力控制管理器290可以通过监控信号(ms)来确定最优电压和频率。

参考图7，可以解释根据一些实施例的存储器设备200的数据处理流和电力管理流。在数据处理流中，数据从主机100发送到主机接口210，并且可以经由命令控制器220、处理核心230和易失性存储器240顺序地发送到存储器控制器250和非易失性存储器260。

主机100和主机接口210之间的数据传输花费第一时间(ta)，并且命令控制器220通过从主机接口210接收数据来处理数据可以花费第二时间(tb)。处理核230通过从命令控制器220接收数据来处理数据可以花费第三时间(tc)，并且易失性存储器240通过从处理核230接收数据来处理数据可以花费第四时间(td)。类似地，存储器控制器250可以占用第五时间(te)，并且非易失性存储器260可以占用第六时间(tf)。

在电力控制流中，当主机100向主机接口210发送命令时，主机100经由主机接口210直接访问第一寄存器270，并且可以执行写入操作。存储器访问监控器280可以检测这种写入操作，产生监控信号(ms)并将其发送到电力控制管理器290。电力控制管理器290可以根据监控信号(ms)选择加电组(g)以包括命令控制器220、处理核230、易失性存储器240、存储器控制器250和非易失性存储器260中的至少一个或多个，并且向属于加电组的模块供电，而不向不属于加电组的模块供电。

根据一些实施例的存储器设备200的电力控制流可以沿第一路径(p1)进行。第一路径(p1)可以花费第七时间(ta’)。第七时间(ta’)可以与第一时间(ta)相同或略大于第一时间(ta)。也就是说，主机100向主机接口210发送命令的第一时间(ta)可以与第七时间(ta’)基本相同。这是因为通过在第一寄存器270中执行写入操作来开始发送命令的方法。

如果存储器设备200使用第二路径(p2)而不是第一路径(p1)向电力控制管理器290发送电力控制的信号，则可能需要比第七时间(ta’)更长的时间(ta+tb+tc)，其中第一路径(p1)利用存储器访问监控器280。

也就是说，通过将主机100向主机接口210发送命令所需的第一时间(ta)、命令控制器220处理命令所需的第二时间(tb)以及处理核230处理命令所需的第三时间(tc)相加获得的时间可以是第二路径(p2)所需的时间。

也就是说，根据一些实施例的存储器设备200可以监控主机100对第一寄存器270执行写入处理以立即执行加电操作。因此，根据一些实施例的存储器设备200可以最小化加电操作所花费的时间。也就是说，根据一些实施例的存储器设备200可以防止加电操作的时延。

参考图8，第一寄存器270可以包括公共寄存器区域(也可以被称为公共寄存器区域)271和命令控制器寄存器区域272。

公共寄存器区域271可以是用于搜索设备或模块的存储空间，主机100通过该设备或模块连接到主机接口210。公共寄存器区域271可以不是设备或模块的主机100实际使用的空间。公共寄存器区域271可以是针对由主机100使用的空间的分配的非常小的空间。也就是说，公共寄存器区域271可以包括多个基地址寄存器(rar)271b至271c，包括用于由主机100使用的空间的地址信息。

公共寄存器区域271可以包括写入主机接口210的配置信息的配置区域271a，以及多个基地址寄存器(bar0...barn)271b至271c。存储在配置区域271a中的配置信息可以包括诸如连接到主机接口210的设备的id、供应商id、状态和类代码之类的基本信息。

存储器访问监控器280监控公共寄存器区域271的配置区域271a，并且当主机100访问配置区域271a时，存储器访问监控器280可以检测到访问。基于该检测，存储器访问监控器280可以产生图1的监控信号(ms)。

基地址寄存器(bar0...barn)271b至271c可以包括连接到第一寄存器270中的其他区域的地址信息。例如，第一基地址寄存器271b可以包括连接到命令控制器寄存器区域272的地址信息。因此，公共寄存器区域271可以主机100和命令控制器寄存器区域272间接连接。

命令控制器寄存器区域272可以包括管理员命令门铃272a、输入/输出命令门铃272b和复位控制区域272c。

管理员命令门铃272a可以是管理员命令的门铃。门铃可以表示用于使存储器设备200在主机100将命令指针写入门铃时报告从主机100发送命令的寄存器。因此，通过门铃，存储器设备200可以在发送实际命令之前准备接收命令。

在这些命令中，管理员命令可以表示诸如存储器设备200或存储器设备200的模块的id查询、温度记录等的命令，而不表示数据输入/输出命令。在这种命令的情况下，不需要对存储器设备200的数据进行写入/读取操作。

存储器访问监控器280可以监控主机100是否在管理员命令门铃272a中执行命令指针的写入，并且响应于此，可以产生图1的监控信号(ms)。

输入/输出命令门铃272b可以是输入/输出命令的门铃。在这些命令中，输入/输出命令可以表示与数据处理相关的命令，例如读取命令、写入命令和对存储器设备200中存储的数据的擦除命令。在这种命令的情况下，不可避免地使用诸如存储器设备200的非易失性存储器260之类的附加模块。

存储器访问监控器280可以监控主机100是否在输入/输出命令门铃272b中执行命令指针的写入，并且响应于此，可以产生图1的监控信号(ms)。

复位控制区域272c可以是用于复位存储器设备200或存储器设备200的模块的寄存器区域。也就是说，复位控制区域272c可以是针对命令控制器220的复位和关闭、或者复位子系统等的寄存器。复位控制区域272c可以是控制器配置(cc)寄存器和/或nvm子系统复位控制(nssr)寄存器。在与复位相关的命令的情况下，不必使用诸如存储器设备200的非易失性存储器260等附加模块。

存储器访问监控器280可以监控主机100是否在复位控制区域272c中执行命令指针的写入，并且响应于此，可以产生图1的监控信号(ms)。

总之，存储器访问监控器280监控第一寄存器270的公共寄存器区域271的配置区域271a、以及命令控制器寄存器区域272的管理员命令门铃272a、输入/输出命令门铃272b和复位控制区域272c，并且能够检测由进行主机100写入的区域。存储器访问监控器280可以基于检测产生监控信号(ms)。

参考图1、图6、图8和图9，可以说明根据监控信号(ms)配置电力控制管理器290的加电组(g)的方法。

(1)：当主机100在第一寄存器270的命令控制器寄存器区域272中的管理员命令门铃272a中执行命令指针的写入时，电力控制管理器290可以选择命令控制器220、处理核230和易失性存储器240作为选择性供电模块的选择加电组(g)以执行加电。另一方面，电力控制管理器290可以使存储器控制器250和非易失性存储器260保持在断电状态。

当接收到主机100的管理员命令时，由于存储器设备200不需要在非易失性存储器260中写入或读取数据，因此可以不需要对存储器控制器250和非易失性存储器260加电。结果，由于电力控制管理器290不向存储器控制器250和非易失性存储器260供电(或仅供应空闲状态或待机状态的低电力)，因此能够最小化存储器设备200的总功耗。

(2)：当主机100在第一寄存器270的命令控制器寄存器区域272的输入/输出命令门铃272b中执行写入时，电力控制管理器290可以选择命令控制器220、处理核230、易失性存储器240、存储器控制器250和非易失性存储器260作为选择性供电模块的选择加电组(g)以执行加电。也就是说，电力控制管理器290可以向所有模块供电。

当接收到主机100的输入/输出命令时，由于存储器设备200需要在非易失性存储器260上写入或读取数据，因此自然需要存储器控制器250和非易失性存储器260的加电。因此，电力控制管理器290可以向存储器控制器250和非易失性存储器260供电以执行所有必要模块的加电。

(3)：当主机100在第一寄存器270的命令控制器寄存器区域272的复位控制区域272c中执行写入时，电力控制管理器290可以选择命令控制器220和处理核230作为选择性供电模块的选择加电组(g)以执行加电。另一方面，电力控制管理器290可以将易失性存储器240、存储器控制器250和非易失性存储器260保持在断电状态。

当接收到主机100的复位命令时，由于存储器设备200不需要在非易失性存储器260上写入或读取数据，因此可以不需要对存储器控制器250和非易失性存储器260加电。此外，由于在复位操作中也未使用易失性存储器240，因此可以不对其加电。因此，由于电力控制管理器290不向易失性存储器240、存储器控制器250和非易失性存储器260供电(或者仅在空闲状态或待机状态下供应低电力)，所以可以最小化存储器设备200的总功耗。

(4)：当主机100在第一寄存器270的公共寄存器区域271的配置区域271a中执行写入时，电力控制管理器290可以选择命令控制器220和易失性存储器240作为选择性供电模块的选择加电组(g)以执行加电。另一方面，电力控制管理器290可以使处理核230、存储器控制器250和非易失性存储器260保持在断电状态。

当写入主机100的配置信息时，由于存储器设备200不需要在非易失性存储器260上写入或读取数据，因此可以不需要对存储器控制器250和非易失性存储器260加电。此外，由于也未使用处理核230，因此可以不对其加电。结果，由于电力控制管理器290不向处理核230、存储器控制器250和非易失性存储器260供电(或者仅供应处于空闲状态或待机状态的低电力)，所以可以最小化总功耗。

参考图10a，可以由活动时段中的功耗和空闲时段中的功耗之和来表示传统存储器设备的功耗。

尽管空闲时段比活动时段相对较长，但是活动时段的功耗可能远大于空闲时段的功耗。

即使在活动时段中，当应用命令(cmd)时，存储器设备消耗活动级别(活动)下的电力，并且在处理完所有命令(cmd)之后等待下一命令(cmd)期间可能消耗待机级别(待机)下的电力。待机级别(待机)下消耗的电力可能大于空闲时段期间在空闲级别(空闲)下消耗的电力。

因此，在命令(cmd)的处理期间，活动级别(活动)的功耗是不可避免的，但是可以通过减少待机级别(待机)下消耗的电力来降低总功耗。

参考图10b，示出了减少待机级别(待机)下消耗的电力的存储器设备的功耗。

由于减少了待机级别(待机)下消耗的电力，所以可以降低总功耗，但是可以产生加电延迟(加电时延)作为相反的效果。也就是说，存在这样的现象：当待机级别(待机)消耗的电力减小时，花费增加的时间来将电力返回到有效级别(有效)。因此，存储器设备的整体数据处理性能也会降低。

参考图7和图10c，根据本文公开的一些实施例的存储器设备200不通过处理核230向电力控制管理器290发送命令(cmd)，并且存储器访问监控器280监控由主机接口210连接的第一寄存器270并向电力控制管理器290发送监控信号。因此，可以提供相对快速的加电操作。因此，能够在不引起加电延迟的情况下减少待机级别(待机)消耗的电力，从而最小化存储器设备200的总功耗。

在下文中，将参考图1、图11和图12来描述根据一些实施例的存储器设备。前述描述的重复部分被简化或省略。

图11是用于说明根据一些实施例的存储器设备的寄存器的内部结构的框图，并且图12是示出了根据一些实施例的针对主机执行写入操作的寄存器的每个区域的加电模块的表。

参考图11，根据一些实施例的存储器设备200可以包括第二寄存器274而不是图1的第一寄存器270。

第二寄存器274可以包括公共寄存器区域271、命令控制器寄存器区域272和控制器存储缓冲区域273。

公共寄存器区域271的第二基地址寄存器271c可以包括连接到控制器存储缓冲区域273的地址信息。结果，公共寄存器区域271可以将主机100、命令控制器寄存器区域272和控制器存储缓冲区域273间接连接。

由于命令控制器寄存器区域272的说明与上述相同，因此不再对其进行描述。

控制器存储缓冲区域273可以包括管理员队列区域273a、输入/输出队列区域273b和数据区域273c。

管理员队列区域273a可以是写入管理员命令的区域。如上所述，当主机100在管理员命令门铃272a中写入命令指针时，命令控制器220从主机100取回与命令指针相对应的命令。然而，在根据图11的实施例(包括第二寄存器274而不是第一寄存器270)中，为了节省命令控制器220从主机100取回命令所需的时间，主机100可以预先在管理器存储缓冲区域273的管理员队列区域273a中写入管理员命令。也就是说，写入管理员队列区域273a的时间可以早于写入管理员命令门铃272a的时间。

输入/输出队列区域273b可以是写入输入/输出命令的区域。如上所述，当主机100将命令指针写入输入/输出命令门铃272b时，命令控制器220从主机100取回与命令指针相对应的命令。然而，在根据图11的实施例(包括第二寄存器274而不是第一寄存器270)中，为了节省命令控制器220从主机100取回命令所需的时间，主机100可以预先在管理器存储缓冲区域273的输入/输出队列区域273b中写入输入/输出命令。也就是说，写入输入/输出队列区域273b的时间可以早于写入输入/输出命令门铃272b的时间。

数据区域273c可以是提供给主机100的第二寄存器274的剩余区域。也就是说，由于主机100可以直接访问第二寄存器274，所以第二寄存器274可以提供主机100自由可使用的区域。数据区域273c可以是由第二寄存器274提供的区域，由主机100自由可使用。

存储器访问监控器280监控控制器存储缓冲区域273的管理员队列区域273a、输入/输出队列区域273b和数据区域273c，并且可以根据由主机100进行写入的区域来产生图1的监控信号(ms)。当主机100写入第二寄存器274的第一区域时，存储器访问监控器280可以产生第一监控信号，当主机100写入第二寄存器274的第一区域时，存储器访问监控器280可以产生第二监控信号，等等。

总之，存储器访问监控280可以监控第二寄存器274的公共寄存器区域271中的配置区域271a、命令控制器寄存器区域272中的管理员命令门铃272a、输入/输出命令门铃272b和复位控制区域272c、以及存储器控制缓冲区域273中的管理员队列区域273a、输入/输出队列区域273b和数据区域273c，并且可以检测主机100进行写入的区域。存储器访问监控器280可以通过检测产生监控信号(ms)。

参考图11和图12，由于(1)、(2)、(3)和(7)的情况分别与图9的(1)、(2)、(3)和(4)的情况相同，因此将省略对这些情况的进一步描述，并且将描述(4)、(5)和(6)的情况。

(4)：当主机100在第二寄存器274的控制器存储缓冲区域273的管理员队列区域273a中执行写入时，电力控制管理器290可以选择命令控制器220、处理核230和易失性存储器240作为选择性供电模块的经选择的加电组(g)以执行加电。另一方面，电力控制管理器290可以将存储器控制器250和非易失性存储器260保持在断电状态。

当接收到主机100的管理员命令时，由于存储器设备200不需要在非易失性存储器260中写入或读取数据，因此可以不需要对存储器控制器250和非易失性存储器260加电。结果，由于电力控制管理器290不向存储器控制器250和非易失性存储器260供电(或者仅在空闲状态或待机状态下供应低电力)，因此可以最小化存储器设备200的总功耗。

(5)：当主机100在第二寄存器274的控制器存储缓冲区域273的输入/输出队列区273b中执行写入时，电力控制管理器290可以选择命令控制器220、处理核230、易失性存储器240、存储器控制器250和非易失性存储器260作为选择性供电模块的被选择的加电组(g)以执行加电。也就是说，电力控制管理器290可以向存储器设备200的所有模块供电。

当接收到主机100的输入/输出命令时，由于存储器设备200需要在非易失性存储器260中写入或读取数据，因此自然需要存储器控制器250和非易失性存储器260的加电。因此，电力控制管理器290可以向存储器控制器250和非易失性存储器260供电，以执行整个必要模块的加电。

(6)：当主机100在第二寄存器274的控制器存储缓冲区域273的数据区域273c中执行写入时，电力控制管理器290可以选择命令控制器220和易失性存储器240作为选择性供电模块的被选择的加电组(g)以执行加电。另一方面，电力控制管理器290可以使处理核230、存储器控制器250和非易失性存储器260保持在断电状态。

当主机100向数据区域273c写入时，这个区域是供主机100使用的，并且不向存储器设备200发送命令。因此，由于不需要在非易失性存储器260中写入或读取数据，因此可以不需要对存储器控制器250和非易失性存储器260加电。此外，由于也未使用处理核230，因此可以不对处理核230加电。结果，由于电力控制管理器290不向处理核230、存储器控制器250和非易失性存储器260供电(或者仅供应处于空闲状态或待机状态的低电力)，因此可以最小化存储器设备200的总功耗。

在根据本实施例的存储器设备200中，第二寄存器274包括控制器存储缓冲区域273，并且存储器访问监控器280监控控制器存储缓冲区域273。因此，即使在门铃写入之前，也可能发生加电操作，并且可以进一步提高加电操作的速度。这使得能够防止出现加电延迟。

在下文中，将参考图1、图6、图8和图13来描述根据本发明的一些实施例的存储器设备的电力控制方法。将简化或省略以上描述的重复部分。

图13是示出了根据一些实施例的存储器设备的电力控制方法的流程图。

参考图13，首先，根据主机已访问寄存器的哪个区域来产生监控信号(s100)。

更具体地，参考图1，存储器访问监控器280可以监控第一寄存器270的内部区域。也就是说，由于第一寄存器270可以由主机100经由主机接口210直接访问，因此存储器访问监控器280可以监控主机100已访问第一寄存器270的哪个区域。

存储器访问监控器280可以根据主机100已访问第一寄存器270的哪个区域来产生监控信号(ms)。监控信号(ms)可以包括关于主机100是否访问第一寄存器270中的特定区域的信息。存储器访问监控器280可以向电力控制管理器290发送监控信号(ms)。

再次参考图13，根据监控信号来配置加电组(s200)。

具体地，参考图1和图6，加电组(g)可以是包括命令控制器220、处理核230、易失性存储器240、存储器控制器250和非易失性存储器260中的至少一个的组。也就是说，加电组(g)可以是用于电力控制管理器290选择性供电的组。

再次参考图13，选择性地向加电组(g)供电(s300)。

更具体地，参考图1和图6，当电力控制管理器290向加电组(g)提供电力时，可以调整电压和频率。电力控制管理器290可以通过监控信号(ms)来确定最优电压和频率。

在结束详细描述时，本领域技术人员将理解，可以对优选实施例进行许多变化和修改，而基本上不脱离本发明的原理。因此，本发明所公开的优选实施例是用于一般性和描述性意义，且不用于限制目的。

尽管已经参考本发明构思的示例性实施例具体示出和描述了本发明构思，但是本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离所附权利要求所限定的本发明构思的精神和范围的情况下，可以进行形式和细节上的多种改变。因此，期望本实施例在所有方面被认为是说明性的而不是限制性的，参考所附权利要求而不是前述描述来表示本发明的范围。