一种用于逻辑存储管理的多级方案的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及逻辑存储管理，且更具体地，涉及用于固态驱动器的逻辑存储管理。
【背景技术】
[0002]存储器设备可包括计算机或者其它电子设备中的内部、半导体、集成电路。存在许多不同类型的存储器，包括随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、动态随机访问存储器(DRAM)、静态RAM(SRAM)和同步动态RAM(SDRAM)。存储器可以是非易失性存储器或者易失性存储器。
[0003]非易失性存储器和易失性存储器之间的主要区别是，非易失性存储器可以持续地存储数据而不需要提供持续的电源。因此，非易失性存储设备已经发展成一种流行的存储器类型用于大范围的电子应用。一种非易失性存储器类型包括闪存。闪存设备一般采用单晶体管存储器单元，其允许高存储密度、高可靠性和低电力消耗。对于闪存的一般使用包括个人计算机、个人数字助理(PDA)、数字照相机和蜂窝电话。程序代码和系统数据例如基本输入/输出系统(B1S)可以被存储在闪存设备中，用于个人计算机系统的个人使用。
[0004]包括闪存设备的非易失性存储器设备还可以被集成到固态存储设备中，例如固态硬盘(SSD)。
【发明内容】
[0005]—个示例中，存储设备可以包括存储器阵列，其具有布置在多个通道中的多个管芯;和控制器。在一些示例中，该控制器可以构造成从存储器阵列基于与多个管芯相关联的相应的芯片使能线来定义多个管芯集合，其中该多个管芯集合的每一个管芯集合包括来自该多个通道的至少一个管芯;定义来自该多个管芯集合的被选管芯集合的多个区块集合，其中每个区块集合包括来自该被选管芯集合的每一个管芯的区块;接收待存储的数据单元;以及发布使得数据单元被存储在该多个区块集合的被选区块集合的区块中的指令。
[0006]在另一个示例中，一种方法包括从包括布置在多个通道中的多个管芯的存储器阵列基于与多个管芯相关联的相应的芯片使能线来定义多个管芯集合，其中多个管芯集合的每个管芯集合包括来自多个通道中的每一个的至少一个管芯，并且从该多个管芯集合的被选管芯集合定义多个区块集合，其中每个区块集合包括来自该被选管芯集合的每个管芯的区块。在这个示例中，该方法还包括通过该存储器阵列的控制器接收待存储的数据单元；以及通过控制器发布使得该数据单元被存储在该多个区块集合的被选区块集合的区块中的指令。
[0007]在另一个示例中，一种计算机可读存储介质，其存储指令，当执行该指令时，使得该存储设备的一个或更多个处理器:从包括布置在多个通道中的多个管芯的存储器阵列基于与多个管芯相关联的相应的芯片使能线来定义多个管芯集合，其中多个管芯集合的每个管芯集合包括来自多个通道中的每一个的至少一个管芯;并且从该多个管芯集合的被选管芯集合定义多个区块集合，其中每个区块集合包括来自该被选管芯集合的每个管芯的区块。在这个示例中，该计算机可读存储介质还存储指令，当执行该指令时使得该存储设备的一个或更多个处理器接收待存储的数据单元；以及发布使得该数据单元被存储在该多个区块集合的被选区块集合的区块中的指令。
[0008]在另一个示例中，一种系统，包括:用于从包括布置在多个通道中的多个管芯的存储器阵列基于与多个管芯相关联的相应的芯片使能线来定义多个管芯集合的装置，其中多个管芯集合的每个管芯集合包括来自多个通道中的每一个的至少一个管芯;和用于从该多个管芯集合的被选管芯集合定义多个区块集合的装置，其中每个区块集合包括来自该被选管芯集合的每个管芯的区块。在这个示例中，该系统还包括用于接收待存储的数据单元的装置;和用于发布使得该数据单元被存储在该多个区块集合的被选区块集合的区块中的指令的装置。
[0009]在下列附图和说明书中阐述了一个或更多个示例的详细内容。其它特征、目标和优点将从说明书和附图以及权利要求书变得明显。
【附图说明】
[0010]图1是示出根据本公开的一个或更多个技术的、其中存储设备可用作用于主机设备的存储设备的示例性存储环境的概念性和示意性框图。
[0011]图2是示出根据本公开的一个或更多个技术的、包括多个区块、每个区块包括多个页面的示例性存储器设备的概念性框图。
[0012]图3是示出根据本公开的一个或更多个技术的示例性控制器的概念性和示意性框图。
[0013]图4是示出根据本公开的一个或更多个技术的、包括布置到多个通道中的多个存储器设备的示例性非易失性存储器阵列的概念性框图。
[0014]图5是示出根据本公开的一个或更多个技术的、可通过存储设备的控制器来执行以从管芯集合定义区块集合的示例性技术的概念性框图。
[0015]图6是示出根据本公开的一个或更多个技术的、可通过存储设备的控制器来执行以从管芯集合定义区块集合的另一示例性技术的概念性框图。
[0016]图7是示出根据本公开的一个或更多个技术的、用于利用区块集合管理存储设备的示例性技术的流程图。
【具体实施方式】
[0017]为了改善采用并行处理的吞吐量，SSD控制器可以通过将位于不同通道上的多个物理闪存区块和芯片使能(CE)线组合在一起来实施后端管理方案以形成逻辑容器。SSD控制器然后可以利用这些逻辑容器作为逻辑管理域的基本操作单元。
[0018]在一些示例中，控制器可以通过从每个物理通道的每个目标(例如，CE线)中选择相应的物理闪存区块来构建逻辑容器。通过这样做，控制器可以同时填满所有逻辑容器中的闪存区块，并且系统可以实现I/O吞吐量的全部潜力。例如，对于具有16个物理通道以及8个CE的控制器，逻辑容器尺寸可以是128个物理区块(16通道乘以8CE)。然而，在一些示例中，从每一个存储器设备中选择区块可能是不令人满意的。
[0019]总体上，本公开描述了利用两级分区方案来管理存储设备的技术。在一些示例中，存储设备的控制器可以这样定义第一级，即:通过将存储器设备阵列划分成多个管芯集合，每一个可以包括来自每个阵列通道的至少一个存储器设备。控制器可以这样定义第二级，即:通过定义来自多个管芯集合中的每一个的多个区块集合使得多个区块集合中的每一个区块集合包括来自管芯集合中的每个相应的存储器设备的至少一个区块。该控制器然后可以利用该区块集合作为逻辑管理域的基本单元。例如，具有8个CE和16个通道的控制器可以通过将所有存储器设备划分成8个管芯集合，每一个管芯集合包括来自每个通道的相应的存储器设备来实施本公开的技术。在这个示例中，区块集合可以每一个包括16个物理闪存区块，一个区块来自16个通道的每一个。通过这种方式，控制器可以例如在不影响潜在的吞吐量的情况下减少逻辑管理域的基础单元中包括的区块数量。
[0020]此外，本公开描述了基于不同的功耗预算、性能目标或两者来动态调度活动的存储设备的数量的技术。例如，控制器可以在运行时间内确定一些存储器设备可同时活动，例如以满足功耗预算或者性能目标。基于确定的数量，控制器可以调度对一个或更多个管芯集合(介于一个和存储设备的管芯集合数量之间的任何数量的管芯集合)进行读取、写入或二者同时。增加同时活动的管芯集合的数量会提高存储设备的I/O性能，同时增加存储设备消耗的功率。相反，减少同时活动的管芯集合的数量会降低存储设备的I/O性能，与此同时减少存储设备消耗的功率。通过这种方式，控制器可以动态调度活动的存储器设备的数量来满足不同的功耗预算、性能目标或者二者。
[0021]图1是示出根据本公开的一个或更多个技术的、其中存储设备6可用作用于主机设备4的存储设备的示例性存储环境2的概念性和示意性框图。例如，主机设备4可以利用包括在存储设备6中的非易失性存储器设备来存储和找回数据。在一些示例中，存储环境2可以包括多个存储设备，例如存储设备6，其可以作为存储阵列进行操作。例如，存储环境2可以包括多个存储设备6，其被构造为便宜的/独立的磁盘冗余阵列(RAID)，其共同用作主机设备4的大容量存储设备。
[0022]存储环境2可以包括主机设备4，其可以向和/或从一个或更多个存储设备例如存储设备6存储和/或找回数据。如图1所示，主机设备4可以经由接口 14与存储设备6通信。主机设备4可以包括任何各种不同的设备，包括计算机服务器、网络附加存储(NAS)单元、台式计算机、笔记本(即膝上型)计算机、平板电脑、机顶盒、电话手持机例如所谓的“智能”电话、所谓的“智能”平板、电视机、照相机、显示设备、数字媒体播放器、视频游戏操控器、视频流设备等。
[0023]如图1所示，存储设备6可以包括控制器8、非易失性存储器阵列10(NVMA 10)、缓存12和接口 14。在一些示例中，为了简洁存储设备6可以包括图1中未示出的其它部件。例如，存储设备6可以包括电力输送部件，包括例如电容器、超级电容器或者电池；印刷电路板(PB)，存储设备6的部件与其机械连接并且其包括将存储设备6的部件电互连的导电迹线；等。在一些示例中，存储设备6的物理尺寸和连接器构造可以依照一个或更多个标准外形规格。一些示例性标准外形规格包括但不局限于，3.5英寸硬盘驱动器(HDD)、2.5英寸HDD、1.8英寸HDD、外围部件互连(PCI)、PC1-扩展(PC1-X)、PCI专线(PCIe)(例如，PCIe xl、x4、x8、xl6、PCIe Mini CarcUMiniPCI等)。在一些示例中，存储设备6可以直接联接(例如，直接焊接)到主机设备4的母板上。
[0024]存储设备6可包括接口14，用于连接主机设备4。接口 14可包括一个或两个数据总线用于与主机设备4交换数据，和控制总线用于与主机设备4交换指令。接口 14可以根据任何合适的协议来操作。例如，接口 14可以根据一个或更多个以下协议来操作:高级技术附件(ATA)(例如，串行ATA( SATA)和并行ATA(PATA))、光纤通道、小型计算机系统接口( SCSI)、串行连接SCSI(SA