CN112017700A - 用于存储器装置的动态功率管理网络 - Google Patents

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Abstract

本申请案涉及用于存储器装置的动态功率管理网络。本发明描述用于管理存储器子系统中的功率使用的技术。获得针对多个存储器组件中的一或多个排队的多个操作中的每一个的操作类型。确定能够并行地执行所述多个操作中的至少两个，且确定所述多个存储器组件的第一配置不允许并行地执行所述至少两个操作，所述第一配置包含第一组功率管理同属性群。重新配置所述多个存储器组件的互连以将所述多个存储器组件的所述第一配置改变为第二配置，所述第二配置包含允许并行地执行所述至少两个操作的第二组功率管理同属性群。

Description

用于存储器装置的动态功率管理网络
技术领域
本公开大体上涉及功率管理，且更具体来说，涉及用于存储器装置的动态功率管理网络。
背景技术
存储器子系统可以是存储系统，如固态驱动器(SSD)或硬盘驱动器(HDD)。存储器子系统可以是存储器模块，如双列直插式存储器模块(DIMM)、小型DIMM(SO-DIMM)或非易失性双列直插式存储器模块(NVDIMM)。存储器子系统可包含存储数据的一或多个存储器组件。存储器组件可以是例如非易失性存储器组件和易失性存储器组件。一般来说，主机系统可利用存储器子系统在存储器组件中存储数据且从存储器组件检索数据。
发明内容
在一个方面中，本申请案针对于一种方法，其包括：获得针对多个存储器组件中的一或多个排队的多个操作中的每一个的操作类型；确定能够并行地执行所述多个操作中的至少两个；确定所述多个存储器组件的第一配置不允许并行地执行所述至少两个操作，所述第一配置包含第一组功率管理同属性群；和重新配置所述多个存储器组件的互连以将所述多个存储器组件的所述第一配置改变为第二配置，所述第二配置包含允许并行地执行所述至少两个操作的第二组功率管理同属性群。
在另一方面中，本申请案针对于一种包括指令的非暂时性计算机可读存储媒体，所述指令在由处理装置执行时使所述处理装置进行以下操作：获得针对多个存储器组件中的一或多个排队的多个操作中的每一个的操作类型；确定能够并行地执行所述多个操作中的至少两个；确定所述多个存储器组件的第一配置不允许并行地执行所述至少两个操作，所述第一配置包含第一组功率管理同属性群；和重新配置所述多个存储器组件的互连以将所述多个存储器组件的所述第一配置改变为第二配置，所述第二配置包含允许并行地执行所述至少两个操作的第二组功率管理同属性群。
在另一方面中，本申请案针对于一种系统，其包括：多个存储器组件；和处理装置，其与所述多个存储器组件操作性地耦合，所述处理装置用以：获得针对所述多个存储器组件中的一或多个排队的多个操作中的每一个的操作类型；和基于所述多个操作中的每一个的所述操作类型，重新配置所述多个存储器组件的互连以将所述多个存储器组件的分组从第一组功率管理同属性群改变为不同于所述第一组的第二组功率管理同属性群。
附图说明
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。然而，附图不应视为将本公开限制于具体实施例，而是仅用于解释和理解。
图1说明根据本公开的一些实施例的包含存储器子系统的实例计算环境。
图2说明根据本公开的一些实施例的实例动态功率管理网络的框图。
图3是根据本公开的一些实施例的用于控制动态功率管理网络的实例方法的流程图。
图4是根据本公开的一些实施例的用于控制动态功率管理网络的另一实例方法的流程图。
图5是其中可操作本公开的实施例的实例计算机系统的框图。
具体实施方式
本公开的方面针对于存储器子系统中的动态功率管理。存储器子系统在下文也称为“存储器装置”。存储器子系统的实例是经由存储器总线连接到中央处理单元(CPU)的存储器模块。存储器模块的实例包含双列直插式存储器模块(DIMM)、小型DIMM(SO-DIMM)或非易失性双列直插式存储器模块(NVDIMM)等。存储器子系统的另一实例是经由外围互连(例如输入/输出总线、存储区域网络等)连接到中央处理单元(CPU)的存储装置。存储装置的实例包含固态驱动器(SSD)、快闪驱动器、通用串行总线(USB)快闪驱动器和硬盘驱动器(HDD)。在一些实施例中，存储器子系统是混合式存储器/存储装置子系统。一般来说，主机系统可利用包含一或多个存储器组件的存储器子系统。主机系统可提供将存储在存储器子系统处的数据且可请求将从存储器子系统检索的数据。
当集成到较大系统中时，存储器子系统可有功率预算，所述功率预算限制提供到或可用于存储器子系统来执行数据存储操作的功率量。举例来说，与用于台式计算机系统的存储器子系统相比，对用于移动装置(例如，智能电话)的存储器子系统可汲取到的功率量的限制可低得多。在不考虑使用情况的情况下，存储器子系统因此必须在其规定的功率预算内(例如，至多达到限值)操作，这可限制可执行的并行数据存储操作的数目和类型。
不同类型的数据存储操作可具有不同功率要求。举例来说，擦除存储器块的操作与写入到存储器块的操作相比可汲取更多功率，所述写入到存储器块的操作继而与读取存储器块的操作相比可汲取更多功率。此外，存储器子系统通常划分成多个可独立地执行数据存储操作的并行存储器结构(例如，裸片)。然而，归因于功率预算，可能并不准许所有结构在同一时间执行高功率操作。一种管理这些并行结构的功率消耗的方法是在所述结构之间引入通信接口以允许所述结构争用或仲裁它们在其期间可执行具有高功率要求的操作同时阻挡其它结构进行所述具有高功率要求的操作的时间。随着此通信接口上的结构的数目增加，协商执行高功率操作的时间所需的时间增加，这可降低总性能。此外，如果一个结构进行的一个高功率操作阻挡所有其它结构上的高功率操作，那么当功率预算一次允许超过一个结构执行高功率操作时，存储器子系统可能不会有可能最大限度地利用其功率预算。
本公开的方面通过基于操作要求重新配置存储器子系统的动态功率管理网络来解决上述和其它缺陷。特定来说，并行存储器结构(例如，裸片)划分成功率子网络(“子网”)，每一子网具有一或多个存储器结构。取决于针对那些存储器结构排队的操作的类型，功率子网络管理器可确定是否耦合两个或更多个子网之间的通信。在操作中，单个经隔离子网上或经耦合子网上的存储器结构形成功率管理同属性群(cohort)。共同功率管理同属性群上的存储器结构沟通协调功率消耗。举例来说，如果功率预算允许在同一时间由不同存储器结构执行两个高功率操作，那么功率子网络管理器可产生两个功率管理同属性群，使含有高功率操作所针对的存储器结构的子网分布于两个同属性群当中。以此方式，由一个同属性群中的存储器结构执行的高功率操作不会阻挡由另一同属性群中的另一存储器结构执行的高功率操作。此外，如果一或多个子网不具有高功率操作所针对的存储器结构，那么功率子网络管理器可产生包含那些存储器结构的另一功率管理同属性群，以避免在具有高功率操作的两个功率管理同属性群中的一个中包含那些存储器结构，从而减少用于高功率操作的仲裁时间。
图1说明根据本公开的一些实施例的包含存储器子系统110的实例计算环境100。存储器子系统110可包含媒体，例如存储器组件112A到112N。存储器组件112A到112N可以是易失性存储器组件、非易失性存储器组件或此类组件的组合。在一些实施例中，存储器子系统是存储装置系统。存储装置系统的实例是SSD。在一些实施例中，存储器子系统110是混合式存储器/存储装置子系统。一般来说，计算环境100可包含使用存储器子系统110的主机系统120。举例来说，主机系统120可将数据写入到存储器子系统110且从存储器子系统110读取数据。
主机系统120可以是计算装置，如台式计算机、手提式计算机、网络服务器、移动装置或包含存储器和处理装置的这种计算装置。主机系统120可包含或耦合到存储器子系统110，使得主机系统120可从存储器子系统110读取数据或将数据写入到存储器子系统110。主机系统120可经由物理主机接口耦合到存储器子系统110。如本文所使用，“耦合到”通常是指组件之间的连接，其可以是间接通信连接或直接通信连接(例如，没有中间组件)，无论是有线还是无线的，包含例如电连接、光学连接、磁连接等连接。物理主机接口的实例包含但不限于串行高级技术附件(SATA)接口、外围组件互连高速(PCIe)接口、通用串行总线(USB)接口、光纤通道、串行连接的SCSI(SAS)等。物理主机接口可用于在主机系统120与存储器子系统110之间发射数据。当存储器子系统110通过PCIe接口与主机系统120耦合时，主机系统120可进一步利用NVM高速(NVMe)接口来存取存储器组件112A到112N。物理主机接口可提供接口以用于在存储器子系统110与主机系统120之间传送控制、地址、数据以及其它信号。
存储器组件112A到112N可包含不同类型的非易失性存储器组件和/或易失性存储器组件的任何组合。非易失性存储器组件的实例包含与非(NAND)类型闪存存储器。存储器组件112A到112N中的每一个可包含存储器单元的一或多个阵列，所述存储器单元如单层级单元(SLC)或多层级单元(MLC)(例如三层级单元(TLC)或四层级单元(QLC))。在一些实施例中，特定存储器组件可包含存储器单元的SLC部分和MLC部分两者。存储器单元中的每一个可存储供主机系统120使用的一或多个数据位(例如，数据块)。虽然描述如NAND类型快闪存储器的非易失性存储器组件，但存储器组件112A到112N可基于任何其它类型的存储器，如易失性存储器。在一些实施例中，存储器组件112A到112N可以是但不限于随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)、相变存储器(PCM)、磁随机存取存储器(MRAM)、或非(NOR)闪存存储器、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)以及非易失性存储器单元的交叉点阵列。非易失性存储器的交叉点阵列可结合可堆叠交叉网格化数据存取阵列基于体电阻的改变来执行位存储。另外，与许多基于闪存的记忆体对比，交叉点非易失性存储器可进行就地写入操作，其中可在不预先擦除非易失性存储器单元的情况下对非易失性存储器单元进行编程。此外，存储器组件112A到112N的存储器单元可分组为存储器页或数据块，其可指代用于存储数据的存储器组件的单元。
存储器系统控制器115(下文称为“控制器”)可与存储器组件112A到112N通信以执行操作，例如在存储器组件112A到112N处读取数据、写入数据或擦除数据，以及其它此类操作。控制器115可包含硬件，例如一或多个集成电路和/或离散组件、缓冲存储器，或其组合。控制器115可以是微控制器、专用逻辑电路(例如，现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等)或另一合适的处理器。控制器115可包含配置成执行存储在本地存储器119中的指令的处理器(处理装置)117。在所说明实例中，控制器115的本地存储器119包含配置成存储指令以用于执行控制存储器子系统110的操作(包含处置存储器子系统110与主机系统120之间的通信)的各种过程、操作、逻辑流程以及例程的嵌入式存储器。在一些实施例中，本地存储器119可包含存储存储器指针、所提取数据等的存储器寄存器。本地存储器119还可包含用于存储微码的只读存储器(ROM)。虽然图1中的实例存储器子系统110已说明为包含控制器115，但在本公开的另一实施例中，存储器子系统110可能不包含控制器115，且可改为依靠(例如由外部主机或由与存储器子系统分离的处理器或控制器提供的)外部控制。
一般来说，控制器115可从主机系统120接收命令或操作且可将命令或操作转换成指令或适当的命令，以实现对存储器组件112A到112N的所需存取。控制器115可负责其它操作，例如耗损均衡操作、垃圾收集操作、差错检测和差错校正码(ECC)操作、加密操作、高速缓存操作和在与存储器组件112A到112N相关联的逻辑块地址与物理块地址之间的地址转译。控制器115还可包含主机接口电路以经由物理主机接口与主机系统120通信。主机接口电路可将从主机系统接收到的命令转换成命令指令以存取存储器组件112A到112N，以及将与存储器组件112A到112N相关联的响应转换成用于主机系统120的信息。
存储器子系统110还可包含未说明的额外电路或组件。在一些实施例中，存储器子系统110可包含高速缓存或缓冲(例如DRAM)和地址电路(例如行解码器和列解码器)，其可从控制器115接收地址且对地址进行解码以存取存储器组件112A到112N。
存储器子系统110包含用于每一存储器结构的功率管理器113以与其它功率管理者协作管理功率消耗。示范性存储器结构包含上文所描述的存储器组件112(例如，裸片或操作为一群组的存储器单元的其它分组)。存储器结构耦合到功率子网，每一子网包含一或多个存储器结构。存储器子系统110另外包含可重新配置功率网络互连116以改变功率子网的连接性的功率子网管理器118。举例来说，功率子网管理器118可配置功率网络互连116耦合两个或更多个子网以形成单个功率管理同属性群，或使给定子网与其它子网隔离从而允许给定子网上的结构操作为功率管理同属性群。每一功率管理器113可从功率管理同属性群内的其它功率管理器113接收控制功率消耗的信号/将控制功率消耗的信号发射到功率管理同属性群内的其它功率管理器113。
在一些实施例中，控制器115包含功率子网管理器118的至少一部分。举例来说，控制器115可包含处理器117(处理装置)，其被配置成执行存储在本地存储器119中的指令以用于执行本文中所描述的操作。在一些实施例中，功率子网管理器118是主机系统120、应用程序或操作系统的部分。在一些实施例中，存储器子系统110包含主机系统120控制通过功率子网管理器118对功率网络互连116的重新配置可借助的接口。举例来说，主机系统120执行的驱动器应用程序可将命令发送到存储器子系统110以设置旗标，所述旗标启用或停用功率网络互连116的重新配置。作为另一实例，应用程序可发送用于将反映功率预算的值写入到存储器子系统的命令。存储器子系统可使用功率预算确定并行高功率操作的最大数目。这类命令可写入到配置寄存器或存储器子系统110的其它存储器方位。
图2说明根据本公开的一些实施例的实例动态功率管理网络的框图。在此实例中，动态功率管理网络包含四个子网290A到290D。每一子网290包含两个存储器结构212(例如，存储器组件112)，其各自具有功率管理器113。其它实施例可包含动态功率管理网络具有更多或更少子网(例如，两个、三个、五个、五十等)，和/或子网具有更多或更少存储器结构212(例如，一个、三个、四个、十六个等)。
功率子网管理器118通过重新配置功率网络互连116对存储器子系统的操作要求作出响应。功率子网管理器118可监测分派给存储器结构212的操作，并且基于那些操作的类型，重新配置功率子网的连接性以形成改进分配给存储器子系统的总功率预算的利用率的功率管理同属性群。举例来说，如果N个存储器结构212是高功率操作的目标且总功率预算允许两个并行高功率操作，那么功率子网管理器118可将N个存储器结构212划分成两个功率管理同属性群。给定同属性群内的功率管理器113管理其相应存储器结构212的功率消耗。
一种管理存储器结构212当中的功率消耗的方法是在其之间引入通信接口。此处，功率管理器113包含通信接口，其包含时钟信号(CLK)和数据信号(DAT)。在示范性功率管理技术中，功率管理同属性群内的功率管理器113争用其相关联存储器结构212在其期间可执行具有高功率消耗的操作同时阻挡功率管理同属性群内的其它存储器结构212进行所述具有高功率消耗的操作的时间。特定来说，每一功率管理器113可具有在其期间断言高功率操作的执行的经指配时隙(相对于时钟)。举例来说，如果功率子网管理器118形成子网290A和290B的功率管理同属性群，那么四个存储器结构212A到212D的功率管理器113将各自被指配时隙。在此轮循式方法下，功率管理器113通过在高功率操作的经指配时隙期间断言数据信号来断言用于所述高功率操作的功率的利用率。为防止其它存储器结构没有机会执行高功率操作，功率管理器113等待重新断言使用情况，直到功率管理同属性群内的其它功率管理器113中的每一个已有机会在其相应时隙(在本文中被称作“回退”时间)期间断言信号之后为止。如果在功率管理同属性群上存在N个存储器结构212且每一存储器结构212需要执行多个高功率操作，那么存储器结构212中的每一个在开始其下一高功率操作之前等待至少N-1个其它高功率操作完成。
应注意，执行高功率操作的时间可持续多个时钟循环。其它功率共享技术是可能的，例如允许功率管理器113与功率管理同属性群上的其它功率管理器113共享关于其相应功率使用的粒度数据以准许功率预算的更高效利用。
在所说明实例中，功率子网290A内的存储器结构212A、212B共享信号CLK_A和DAT_A；功率子网290B内的存储器结构212C、212D共享信号CLK_B和DAT_B；功率子网290C内的存储器结构212E、212F共享信号CLK_C和DAT_C；且功率子网290D内的存储器结构212G、212H共享信号CLK_D和DAT_D。为促进重新配置，功率子网管理器118包含开关网络205。开关网络205包含多个开关以双向耦合功率网络互连116的信号。举例来说，功率子网管理器118可配置开关网络205以连接CLK_A到CLK_B和DAT_A到DAT_B，从而组合功率子网290A和290B。作为另一实例，功率子网管理器118可配置开关网络205以连接CLK_B、CLK_C和CLK_D，并且单独地连接DAT_B、DAT_C和DAT_D，从而组合功率子网290B、290C和290D。
开关可形成为多路复用器、纵横开关或其它通过控制信号控制是否连接到各种功率网络互连116信号的开关群组的部分。在所说明的动态功率管理网络中，功率子网管理器118可将功率子网290A到290D配置为四个单独的功率管理同属性群，配置为两个功率管理同属性群(例如，一个功率管理同属性群具有单个功率子网，且另一功率管理同属性群具有三个连接的功率子网，或者两个功率管理同属性群各自均具有两个功率子网)，配置为三个功率管理同属性群(例如，一个功率管理同属性群具有两个功率子网且其它两个功率管理同属性群各自具有单个功率子网)，或配置为单个功率管理同属性群(例如，所有四个功率子网经连接)。虽然说明于功率子网管理器118内，但开关网络205可在功率子网管理器118外部或甚至在控制器(例如，图1的控制器115)外部。
重新配置功率网络互连116以改变功率管理同属性群内的存储器结构212的成员的一个优点是减少功率管理额外开销，包含群组内的回退时间。如果特定存储器结构212具有针对其排队的一系列高供电操作，那么限制同一同属性群内的其它存储器结构212的数目(例如，通过不耦合包含特定存储器结构212的子网290)会减少存储器结构212在执行另一高功率操作之前必须等待的时间量。
功率子网管理器118可评估针对存储器结构212排队的操作的类型以确定如何将功率子网290连接到功率管理同属性群中。如果排队的高功率操作的数目不超过功率预算准许的并行高功率操作的最大数目，那么功率子网管理器118可产生匹配数目的功率管理同属性群，前提是假设可隔离具有排队的高功率操作的存储器结构中的每一个(例如，具有排队的高功率操作的存储器结构中的每一个是在不同子网290上)。举例来说，如果存在针对两个存储器结构排队的两个高功率操作且最多三个并行高功率操作，那么功率子网管理器118可通过配置功率网络互连116使得两个存储器结构是单独功率管理同属性群的部分来准许两个并行高功率操作。
如果大于功率预算准许的并行高功率操作的最大数目的操作排队的，那么功率子网管理器118可产生等于功率预算准许的并行高功率操作的最大数目的数目的功率管理同属性群，前提是假设可隔离具有排队的高功率操作的数个存储器结构(例如，具有排队的高功率操作的存储器结构中的每一个是在不同子网290上)。功率子网管理器118可配置功率网络互连116以如下方式形成功率管理同属性群：使具有排队的高功率操作的存储器结构212均匀地分配于那些功率管理同属性群当中，以使功率管理同属性群内的使用上文所描述的功率共享技术仲裁高电流操作时间的存储器结构的数目降到最低。举例来说，如果存在针对十二个存储器结构排队的十二个高功率操作但最多仅三个并行高功率操作，那么功率子网管理器118可在十二个存储器结构可划分成每一功率管理同属性群四个存储器结构的情况下达成最优功率管理同属性群配置。
在一些实施例中，功率子网管理器118可通过将不具有排队的高功率操作的存储器结构放置于单独功率管理同属性群上来进一步改进性能。在这样做时，具有排队的高功率操作的存储器结构在重新断言高功率操作的执行之前等待较少数目的时隙(即，其归因于其同属性群内的存储器结构的数目减少而具有减少的回退时间)。
在一些实施例中，功率子网管理器118可通过以下操作进一步减小功率消耗：将具有不具排队的操作的存储器结构212的任何功率子网290隔离以减少与时钟产生和分布到那些存储器结构212相关联的功率。
参考图2，下表中的实例是说明性的。在第一实例中，功率子网管理器118确定可存在两个并行高功率操作并且存在如下针对每一存储器结构212排队的操作。
Figure BDA0002512939850000081
Figure BDA0002512939850000091
如上表中所示，功率子网管理器118重新配置功率网络互连116(例如，经由开关网络205)使得功率子网290C和290D形成功率管理同属性群，这是由于没有排队的操作争用高功率消耗。此外，功率子网290A和290B保持非相依功率管理同属性群以允许一个子网上的存储器结构执行高功率操作且不阻挡另一子网上的存储器结构执行高功率操作。应注意，通过将功率子网290C和290D组合成单个功率管理同属性群，功率子网管理器118可通过减少产生的时钟的数目(即，代替针对子网290A和290B中的每一个产生单独时钟，经组合子网的同属性群使用单个时钟)来减少总功率消耗。
在第二实例中，功率子网管理器118确定一次可存在一个高功率操作且存在如下针对每一存储器结构212排队的操作。
Figure BDA0002512939850000092
如上表中所示，功率管理器118重新配置功率网络互连116(例如，经由开关网络205)使得功率子网290A和290B形成功率管理同属性群。由于存储器结构212A、212B和212C将争用执行高功率操作的时间段，因此将具有排队的高功率操作的这些存储器结构212中的每一个置于同一功率管理同属性群上将确保不超过一次一个高功率操作的限制。功率管理器118将子网290C置于单独功率管理同属性群上以减少包含子网290A和290B的功率管理同属性群中的争用延迟。也就是说，并非准许多达六个存储器结构212争用执行高功率操作的机会，而是仅四个存储器结构212必须争用这类操作，进而将时隙(和时钟循环)的数目从六个减少到四个。最后，假设存储器结构212可进入低功率或空闲状态，功率管理器118使子网290D与其它子网隔离，这是因为那些存储器结构212不具有针对其排队的任何操作。因此，可避免与时钟产生和分布相关联的额外功率消耗。替代地，功率管理器118可在包含子网290C的功率管理同属性群上包含子网290D。
应注意，虽然上表仅示出每一结构212单个排队的操作，但其它实施例可查看多个排队的操作或甚至每一存储器结构的随时间聚集的工作负载分布曲线以确定如何配置功率管理同属性群。举例来说，如果针对存储器结构212C排队的十个操作中接下来的九个操作是高功率操作，那么功率子网管理器118可优先化隔离于其自身的子网内的存储器结构212C，从而允许具有较少排队的高功率操作的其它存储器结构212避免与存储器结构212C进行竞争。相反地，如果针对存储器结构212的群组排队的大部分是低功率操作，那么功率子网管理器118可将那些存储器结构212分组到既定可发生低数目争用的单个功率子网上。
关于针对每一功率管理同属性群(以上文所描述的轮询方法)的时钟产生和时隙指配，在一些实施例中，功率子网管理器118可将命令发到存储器结构212以作为功率管理同属性群重新配置的部分来重新配置其行为。作为实例，下表和以下描述涉及功率子网管理器118重新配置功率网络互连116从两个功率管理同属性群形成单个功率管理同属性群。
Figure BDA0002512939850000101
如上表中所示，功率管理器118重新配置功率网络互连116(例如，经由开关网络205)连接功率子网290A和290B。在重新配置之前，功率子网管理器118可致使受影响的存储器结构212进入静止状态。举例来说，如果存储器结构具有本地队列和控制器，那么功率子网管理器118可断言发到受影响的存储器结构212中的每一个以暂停处理排队的操作。作为另一实例，如果存储器结构直接处理从控制器115发出的命令，那么功率子网管理器118可在功率管理同属性群正被重新配置时致使控制器暂时中止将命令发到受影响的存储器结构212。
受重新配置影响的存储器结构212中的每一个一旦进入静止状态，功率管理器118便可连接功率子网290A和290B(例如，通过闭合开关网络205中的开关)。在此实例中，功率管理器118配置功率网络互连116以使得原本作为单独功率管理同属性群操作的功率子网290A和290B作为单个功率管理同属性群操作。
各种实施例可以不同方式配置同属性群内通信。在此实例中，假设在重新配置之前，功率管理同属性群1包含被配置为同属性群的主装置(产生时钟)并且被指配时隙0的存储器结构212A和被指配时隙1的存储器结构212B。同样地，功率管理同属性群2包含被配置为同属性群的主装置(产生时钟)并且被指配时隙0的存储器结构212C和被指配时隙1的存储器结构212D。在此情境下，功率管理器118可将命令发到通过重新配置受影响的存储器结构212中的每一个以向其通知功率管理同属性群的新大小(例如，在此实例中，从两个到四个)。此外，功率管理器118可将命令发到存储器结构212C以将其配置为从装置并且为其指配时隙2，并将命令发到存储器结构212D以为其指配时隙3。在配置受影响的存储器结构212之后，功率子网管理器118可允许受影响的存储器结构继续处理数据操作(例如，通过撤销断言信号或向控制器115指示可继续发出命令)。
应注意，可以类似于上文所描述的的过程的方式进行将单个功率管理同属性群划分成多个功率管理同属性群的过程。
图3是根据本公开的一些实施例的用于控制动态功率管理网络的实例方法300的流程图。方法300可由处理逻辑执行，所述处理逻辑可包含硬件(例如，处理装置、电路、专用逻辑、可编程逻辑、微码、装置的硬件、集成电路等)、软件(例如，在处理装置上运行或执行的指令)，或其组合。在一些实施例中，方法300由图1的功率子网管理器118执行。虽然以特定顺序或次序来展示，但是除非另有指定，否则可修改所述过程的次序。因此，所说明的实施例应仅作为实例理解，且所说明的过程可以不同次序进行，且一些过程可并行进行。另外，在各个实施例中可以省略一或多个过程。因此，在每一实施例中并非需要全部过程。其它过程流也是可能的。
在操作305处，处理装置获得针对多个存储器组件中的一或多个排队的多个操作中的每一个的操作类型。如上文所描述，控制器可执行来自存储器组件上的主机系统的命令或执行针对存储器组件的其它内部操作(例如，垃圾收集)。这些命令可通过命令处理管线的一或多个阶段，所述阶段中的一或多个可包含针对存储器组件中的每一个的操作队列。控制器可检查排队的命令以确定其类型(例如，读取、写入或擦除)。不同类型的命令可具有不同功率要求。举例来说，写入操作与读取操作相比可具有较高功率要求，且擦除操作与写入操作相比一较高功率要求。
在操作310处，处理装置基于获得的操作类型，确定是否可并行地执行多个操作。如上文所描述，存储器子系统通常必须在功率预算内操作，且不同操作类型可与不同功率要求相关联。取决于针对多个存储器组件排队的操作的类型和数目以及存储器子系统的功率预算，处理装置可确定是否可并行地执行操作。如果是，方法300转到操作325。否则，方法300转到操作315。
在操作315处，处理装置检查动态功率管理网络是否划分成多个功率管理同属性群。举例来说，图2的功率子网290是否全部一起连接到到具有八个存储器组件212的单个功率管理同属性群中。如果是，方法300返回到上文所描述的操作305，否则，方法300转到操作320。
在操作320处，处理装置重新配置多个存储器组件的互连以将多个存储器组件分组到单个功率管理同属性群中。如上文所描述，连接到功率网络的存储器组件212共享功率预算。由于仅可执行单个操作，如在操作310处所确定，处理装置形成未划分的功率网络以将可并行地执行的操作的数目限制为一个。方法返回到上文所描述的操作305。
在操作325处，处理装置检查动态功率管理网络是否划分成允许并行性的功率管理同属性群。举例来说并且参考图2，可存在两个并行高功率操作限制且处理装置确定存在如下针对存储器组件212排队的操作。
Figure BDA0002512939850000121
如上表中所示，为将并行高功率操作的数目限制为两个，处理装置可每三个功率管理同属性群的三个可能配置中的一个配置开关网络205。特定来说，可连接功率子网290A和290B以形成单个功率管理同属性群，可连接功率子网290B和290C以形成单个功率管理同属性群，或可连接功率子网290A和290C以形成单个功率管理同属性群。如果当前功率网络配置是三个选项中的一个，那么方法300返回到上文所描述的操作305，否则，方法300转到操作330。应注意，在此实例中，功率子网290D不具有任何排队的高功率操作且因此可操作为单独功率管理同属性群以减少其它两个功率管理同属性群上的时隙的数目。
在操作330处，处理装置重新配置多个存储器组件的互连以将多个存储器组件的配置改变为允许操作并行性的一组功率管理同属性群。继续针对操作325介绍的以上实例，处理装置可调整存储器组件的连接性以形成用于功率管理同属性群的配置的三个选项中的一个。也就是说，处理装置可断开和闭合例如开关网络205的开关网络的一或多个开关，以使功率子网290的时钟和数据信号互连，从而达成上文示出的三个配置中的一个。
图4是根据本公开的一些实施例的用于控制动态功率管理网络的另一实例方法400的流程图。方法400可由处理逻辑执行，所述处理逻辑可包含硬件(例如，处理装置、电路、专用逻辑、可编程逻辑、微码、装置的硬件、集成电路等)、软件(例如，在处理装置上运行或执行的指令)，或其组合。在一些实施例中，方法400由图1的功率子网管理器118执行。虽然以特定顺序或次序来展示，但是除非另有指定，否则可修改所述过程的次序。因此，所说明的实施例应仅作为实例理解，且所说明的过程可以不同次序进行，且一些过程可并行进行。另外，在各个实施例中可以省略一或多个过程。因此，在每一实施例中并非需要全部过程。其它过程流也是可能的。
在操作405处，例如上文参考操作305所描述，处理装置获得针对多个存储器组件中的一或多个排队的多个操作中的每一个的操作类型。
在操作410处，例如上文参考操作310所描述，处理装置确定可并行地执行多个操作中的至少两个。
在操作415处，例如上文参考操作325所描述，处理装置确定多个存储器组件的第一配置不允许并行地执行所述至少两个操作，所述第一配置包含第一组功率管理同属性群。
在操作420处，处理装置重新配置多个存储器组件的互连以将多个存储器组件的第一配置改变为第二配置，所述第二配置包含例如上文参考操作330所描述，允许并行地执行至少两个操作的第二组功率管理同属性群。
如上文所描述，多个存储器组件可为存储器单元阵列，且功率管理同属性群可包含一或多个互连阵列。控制器可将子网连接和断开连接以形成一或多个子网的功率管理同属性群。是同一功率管理同属性群的部分的存储器组件协作以便限制由存储器组件执行的并行高功率操作的数目。通过增加功率管理同属性群内的连接的功率子网的数目，增加的数目的存储器组件协同针对同属性群的操作，且反之亦然。基于排队的操作类型，控制器可调整哪些子网连接在一起以改进如本文中所描述的存储器子系统的总性能。
图5说明计算机系统500的实例机器，在所述实例机器内，可执行用于致使机器执行本文中所论述的方法中的任一或多种的指令集。在一些实施例中，计算机系统500可对应于主机系统(例如，图1的主机系统120)，所述主机系统包含、耦合到或使用存储器子系统(例如，图1的存储器子系统110)或可用以执行控制器的操作(例如，以执行操作系统从而执行对应于图1的功率子网管理器118的操作)。在替代性实施例中，机器可连接(例如，网路连接)到LAN、内联网、外联网和/或因特网中的其它机器。机器可作为对等(或分散式)网络环境中的对等机器或作为云计算基础设施或环境中的服务器或客户端机器而在客户端-服务器网络环境中的服务器或客户端机器的容量中操作。
机器可以是个人计算机(PC)、平板PC、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、蜂窝式电话、网络器具、服务器、网络路由器、交换机或桥接器、或任何能够(依序或以其它方式)执行指定由机器采取的动作的一组指令的所述机器。另外，尽管说明单个机器，但还应认为术语“机器”包含机器的任何集合，所述集合单独地或共同地执行一组(或多组)指令以进行本文中所论述的方法中的任何一或多种。
实例计算机系统500包含处理装置502、主存储器504(例如，只读存储器(ROM)、快闪存储器、动态随机存取存储器(DRAM)例如同步DRAM(SDRAM)或Rambus DRAM(RDRAM)等)、静态存储器506(例如，快闪存储器、静态随机存取存储器(SRAM)等)，以及数据存储系统518，其经由总线530彼此通信。
处理装置502表示一或多个通用处理装置，例如微处理器、中央处理单元等。更特定来说，处理装置可以是复杂指令集计算(CISC)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器或实施其它指令集的处理器，或实施指令集的组合的处理器。处理装置502也可为一或多个专用处理装置，例如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、网络处理器等。处理装置502被配置成执行指令526以用于执行本文中所论述的操作和步骤。计算机系统500可另外包含网络接口装置508以在网络520上通信。
数据存储系统518可包含机器可读存储媒体524(也称为计算机可读媒体)，其上存储有一或多个指令集526或体现本文中所描述的任何一或多种方法或功能的软件。指令526还可在由计算机系统500执行期间完全或至少部分地驻存在主存储器504内和/或处理装置502内，主存储器504和处理装置502也构成机器可读存储媒体。机器可读存储媒体524、数据存储系统518和/或主存储器504可对应于图1的存储器子系统110。
在一个实施例中，指令526包含实施对应于功率子网管理器(例如，图1的功率子网管理器118)的功能性的指令。虽然在实例实施例中将机器可读存储媒体524展示为单个媒体，但是应认为术语“机器可读存储媒体”包含存储一或多个指令集的单个媒体或多个媒体。术语“机器可读存储媒体”还应被认为包含能够存储或编码供机器执行的指令集合且致使机器执行本公开的方法中的任何一种或多种的任何媒体。因此，应认为术语“机器可读存储媒体”包含但不限于固态存储器、光学媒体以及磁性媒体。
已关于计算机存储器内的数据位的操作的算法和符号表示而呈现先前详细描述的一些部分。这些算法描述和表示是数据处理领域的技术人员用以将其工作的主旨最有效地传达给本领域的其他技术人员的方式。算法在这里并且通常被认为是导致期望的结果的操作的自洽序列。操作是要求对物理量进行物理操纵的操作。这些量通常但未必呈能够被存储、组合、比较和以其它方式操控的电或磁信号的形式。有时，主要出于通用的原因，已经证明将这些信号称为位、值、元件、符号、字符、项、数目等是出于方便目的。
然而，应牢记，所有这些和类似术语应与适当物理量相关联，且仅仅是应用于这些量的方便标签。本公开可以指操控和变换计算机系统的寄存器和存储器内的表示为物理(电子)数量的数据为计算机系统存储器或寄存器或其它这类信息存储系统内的类似地表示为物理量的其它数据的计算机系统或类似电子计算装置的动作和过程。
本公开还涉及用于执行本文中的操作的设备。此设备可以出于所需目的而专门构造，或其可以包含通过存储在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的通用计算机。举例来说，计算机系统或其它数据处理系统(例如控制器115)可响应于其处理器执行含于存储器或其它非暂时性机器可读存储媒体中的计算机程序(例如指令的序列)而实行计算机实施的方法300。此类计算机程序可存储在计算机可读存储媒体中，如但不限于任何类型的盘(包含软盘、光盘、CD-ROM和磁性光盘)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡或适合于存储电子指令的任何类型的媒体，它们各自耦合到计算机系统总线。
本文中呈现的算法和显示器在本质上并不与任何特定计算机或其它设备相关。各种通用系统可以与根据本文中的教示的程序一起使用，或所述通用系统可以证明为便于构造以用以执行所述方法更加专用的设备。将如下文描述中所阐述的那样来呈现各种各样的这些系统的结构。此外，并不参考任何特定编程语言来描述本公开。应了解，可以使用各种编程语言来实施如本文所描述的本公开的教示内容。
本公开可提供为计算机程序产品或软件，其可包含在其上存储有可用于编程计算机系统(或其它电子装置)以进行根据本公开的过程的指令的机器可读媒体。机器可读媒体包含用于以机器(例如，计算机)可读的形式存储信息的任何机构。在一些实施例中，机器可读(例如计算机可读)媒体包含机器(例如计算机)可读存储媒体，例如只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)、磁盘存储媒体、光学存储媒体、快快闪储器组件等。
在前述说明书中，已参考其特定实例实施例描述了本公开的实施例。将显而易见的是，可在不脱离如所附权利要求书中阐述的本公开的实施例的更广精神和范围的情况下对本公开进行各种修改。因此，应在说明性意义上而非限制性意义上看待说明书和图式。

Claims (20)

1.一种方法，其包括：
获得针对多个存储器组件中的一或多个排队的多个操作中的每一个的操作类型；
确定能够并行地执行所述多个操作中的至少两个；
确定所述多个存储器组件的第一配置不允许并行地执行所述至少两个操作，所述第一配置包含第一组功率管理同属性群；和
重新配置所述多个存储器组件的互连以将所述多个存储器组件的所述第一配置改变为第二配置，所述第二配置包含允许并行地执行所述至少两个操作的第二组功率管理同属性群。
2.根据权利要求1所述的方法，其中重新配置所述互连包括闭合第一组一或多个开关以将第一功率管理同属性群的第一存储器组件产生的时钟信号耦合到所述第一功率管理同属性群的其它存储器组件中的每一个。
3.根据权利要求2所述的方法，其中重新配置所述互连包括闭合第二组一或多个开关以在所述第一功率管理同属性群的多个存储器组件当中耦合数据信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二组功率管理同属性群的第一功率管理同属性群的仅单个存储器组件具有排队的高功率操作。
5.根据权利要求1所述的方法，其中重新配置所述互连是以可由主机系统存取的旗标为条件。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述操作类型是至少一高功率操作和一低功率操作中的一个。
7.根据权利要求1所述的方法，其中：
所述第二组功率管理同属性群包含第一功率管理同属性群；且
所述第一功率管理同属性群的多个存储器组件均不具有排队的高功率操作。
8.一种包括指令的非暂时性计算机可读存储媒体，所述指令在由处理装置执行时使所述处理装置进行以下操作：
获得针对多个存储器组件中的一或多个排队的多个操作中的每一个的操作类型；
确定能够并行地执行所述多个操作中的至少两个；
确定所述多个存储器组件的第一配置不允许并行地执行所述至少两个操作，所述第一配置包含第一组功率管理同属性群；和
重新配置所述多个存储器组件的互连以将所述多个存储器组件的所述第一配置改变为第二配置，所述第二配置包含允许并行地执行所述至少两个操作的第二组功率管理同属性群。
9.根据权利要求8所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中为重新配置所述互连，所述处理装置另外闭合第一组一或多个开关以将第一功率管理同属性群的第一存储器组件产生的时钟信号耦合到所述第一功率管理同属性群的其它存储器组件中的每一个。
10.根据权利要求9所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中为重新配置所述互连，所述处理装置另外闭合第二组一或多个开关以在所述第一功率管理同属性群的多个存储器组件当中耦合数据信号。
11.根据权利要求8所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述第二组功率管理同属性群的第一功率管理同属性群的仅单个存储器组件具有排队的高功率操作。
12.根据权利要求8所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中重新配置所述互连是以可由主机系统存取的旗标为条件。
13.根据权利要求8所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中所述操作类型是至少一高功率操作和一低功率操作中的一个。
14.根据权利要求8所述的非暂时性计算机可读存储媒体，其中：
所述第二组功率管理同属性群包含第一功率管理同属性群；且
所述第一功率管理同属性群的多个存储器组件不具有排队的高功率操作。
15.一种系统，其包括：
多个存储器组件；和
处理装置，其与所述多个存储器组件操作性地耦合，所述处理装置用以：
获得针对所述多个存储器组件中的一或多个排队的多个操作中的每一个的操作类型；和
基于所述多个操作中的每一个的所述操作类型，重新配置所述多个存储器组件的互连以将所述多个存储器组件的分组从第一组功率管理同属性群改变为不同于所述第一组的第二组功率管理同属性群。
16.根据权利要求15所述的系统，其中为重新配置所述互连，所述处理装置另外闭合第一组一或多个开关以将第一功率管理同属性群的第一存储器组件产生的时钟信号耦合到所述第一功率管理同属性群的其它存储器组件中的每一个。
17.根据权利要求16所述的系统，其中为重新配置所述互连，所述处理装置另外闭合第二组一或多个开关以在所述第一功率管理同属性群的多个存储器组件当中耦合数据信号。
18.根据权利要求15所述的系统，其中所述第二组功率管理同属性群的第一功率管理同属性群的仅单个存储器组件具有排队的高功率操作。
19.根据权利要求15所述的系统，其中重新配置所述互连是以可由主机系统存取的旗标为条件。
20.根据权利要求15所述的系统，其中所述操作类型是至少一高功率操作和一低功率操作中的一个。
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