CN113360336A - 用于预测顺序命令操作的功率的存储器系统及其操作方法 - Google Patents
用于预测顺序命令操作的功率的存储器系统及其操作方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请涉及一种存储器系统。该存储器系统可包括:存储器装置,包括多个存储器管芯;以及控制器,被配置成执行:当第一命令和第二命令顺序传送到多个存储器管芯中的任意一个所选择的存储器管芯时,分析第一命令和第二命令,识别第一命令的第一操作和第三操作以及第二命令的第二操作和第四操作,计算在仅执行第一至第四操作的任意一个相应操作的一个或多个单操作区段中预期使用的单功率,计算在彼此重叠时执行第一至第四操作的相应多个操作的一个或多个重叠操作区段中预期使用的重叠功率,通过根据第一至第四操作的操作时间点来将单功率和重叠功率相加来计算当在所选择的存储器管芯中执行第一命令和第二命令时预期使用的总功率。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年3月5日提交的申请号为10-2020-0027701的韩国专利申请的优先权,该韩国专利申请通过引用整体并入本文。
技术领域
各实施例涉及一种存储器系统,且更特别地,涉及一种包括多个存储器装置的存储器系统及其操作方法
背景技术
近来,计算机环境范例已经转变成实际上能够随时随地访问计算机系统的普适计算。因此,诸如移动电话、数码相机、笔记本电脑等的便携式电子装置的使用已经增长。这种便携式电子装置通常使用或包括存储器系统,即数据存储装置,该存储器系统使用或嵌入至少一个存储器装置。数据存储装置可用作便携式电子装置的主存储装置或辅助存储装置。
在计算装置中,与硬盘相比,使用非易失性半导体存储器装置的数据存储装置的优点在于:该数据存储装置因为不具有机械驱动部件(例如,机械臂)而具有优异的稳定性和耐久性,并且具有高数据访问速度和低功耗。这种数据存储装置的示例包括通用串行总线(USB)存储器装置、具有各种接口的存储卡以及固态驱动器(SSD)。
发明内容
各个实施例涉及一种存储器系统,该存储器系统能够当将两个或更多个命令顺序地传送到存储器系统中包括的多个存储器装置之中的任意一个所选择的存储器装置时准确地预测执行两个或更多个命令所需的功率。
在实施例中,一种存储器系统可包括:存储器装置,包括多个存储器管芯;以及控制器,被配置成执行:当将第一命令和第二命令顺序传送到多个存储器管芯中的任意一个所选择的存储器管芯时,分析第一命令和第二命令,分析第一命令和第二命令包括:识别第一命令的第一操作和第三操作以及第二命令的第二操作和第四操作,其中在第一操作和第二操作的操作区段彼此重叠时不能执行第一操作和第二操作,其中在第三操作的操作区段与第二操作的操作区段重叠时能够执行第三操作,并且其中在第四操作的操作区段与第一操作的操作区段重叠时能够执行第四操作;计算在一个或多个单操作区段中预期使用的单功率,在单操作区段中仅执行第一至第四操作中的任意一个相应操作;计算在一个或多个重叠操作区段中预期使用的重叠功率,在重叠操作区段中第一至第四操作中的相应多个操作在彼此重叠时执行;通过根据第一至第四操作的操作时间点来将单功率和重叠功率相加来计算当在所选择的存储器管芯中执行第一命令和第二命令时预期使用的总功率;并且根据分别在一个或多个重叠操作区段中预期使用的功率的最大值来计算峰值功率。
控制器可调整第一至第四操作的操作时间点,使得总功率最小化,同时使峰值功率保持在小于预定参考值的值。
计算重叠功率可包括:根据第一命令和第二命令的类型以及所选择的存储器管芯的类型来确定多个预设权重的值;通过将预设权重应用于与在一个重叠操作区段中在彼此重叠时被执行的两个或更多个操作分别相对应的两个或更多个电流来计算操作电流;以及通过预测将在重叠操作区段中使用的操作电流来计算重叠功率。
当第一命令是用于将第一数据存储在所选择的存储器管芯中的第一写入命令,并且第二命令是用于将第二数据存储在所选择的存储器管芯中的第二写入命令时,控制器:可将第一数据传送到所选择的存储器管芯的操作识别为第一操作,并且预测将在第一区段期间执行该第一操作;将在第一区段之后,所选择的存储器管芯物理地将第一数据存储在所选择的存储器管芯中的操作识别为第三操作,并且预测将在第二区段期间执行该第三操作;将在第一区段之后,将第二数据传送到所选择的存储器管芯的操作识别为第二操作,并且预测将在与第二区段重叠的第三区段期间执行该第二操作;以及将在第二和第三区段之后,所选择的存储器管芯物理地将第二数据存储在所选择的存储器管芯中的操作识别为第四操作,并且预测将在第四区段期间执行该第四操作。
控制器可通过将第一部分功率、第二部分功率和第三部分功率相加来计算单功率,通过预测将在第一区段中使用对应于第一操作的第一电流而获得第一部分功率,通过预测将在第二区段的不与第三区段重叠的部分中使用对应于第三操作的第三电流而获得第二部分功率,以及通过预测将在第四区段中使用对应于第四操作的第四电流而获得第三部分功率,可通过对第三电流和对应于第二操作的第二电流执行运算来计算第一操作电流,并且可通过预测将在第三区段中使用第一操作电流来计算峰值功率。
控制器可通过将通过将第二电流乘以第一权重而获得的电流与通过将第三电流乘以第二权重而获得的电流相加来计算第一操作电流。
当第一命令是用于从所选择的存储器管芯中读取第三数据的第一读取命令并且第二命令是用于从所选择的存储器管芯中读取第四数据的第二读取命令时,控制器:可将所选择的存储器管芯物理地读取所选择的存储器管芯中的第三数据的操作识别为第三操作,并且预测将在第五区段期间执行该第三操作;可将在第五区段之后,从所选择的存储器管芯接收第三数据的操作识别为第一操作,并且预测将在第六区段期间执行该第一操作;可将在第三操作开始之后,所选择的存储器管芯物理地读取所选择的存储器管芯中的第四数据的操作识别为第四操作,并且预测将在与第五和第六区段中的至少一个重叠的第七区段期间执行该第四操作;并且可将在第六和第七区段之后,从所选择的存储器管芯接收第四数据的操作识别为第二操作,并且预测将在第八区段期间执行该第二操作。
控制器可通过将第四部分功率、第五部分功率和第六部分功率相加来计算单功率,通过预测将在第五区段中的不与第七区段重叠的部分中使用对应于第三操作的第三电流而获得第四部分功率,通过预测将在第六区段中的不与第七区段重叠的部分中使用对应于第一操作的第一电流而获得第五部分功率,以及通过预测将在第八区段中使用对应于第二操作的第二电流而获得第六部分功率,可通过对第三电流和对应于第四操作的第四电流执行运算来计算第二操作电流,并且通过对第一电流和第四电流执行运算来计算第三操作电流,并且可通过预测将在与第五区段重叠的第七区段中使用第二操作电流并且预测将在与第六区段重叠的第七区段中使用第三操作电流,来计算在第七区段中预期使用的峰值功率。
控制器可通过将通过将第三电流乘以第三权重而获得的电流与通过将第四电流乘以第四权重而获得的电流相加来计算第二操作电流,并且可通过将通过将第一电流乘以第五权重而获得的电流与通过将第四电流乘以第六权重而获得的电流相加来计算第三操作电流。
控制器包括:命令分析单元,适于通过分析第一命令和第二命令中的每个来识别第一至第四操作;功率计算单元,适于根据第一至第四操作的操作时间点来计算单功率、峰值功率和总功率;权重检查单元,适于确定所选择的存储器管芯的类型,并且将对应于确定结果的权重信息传送到功率计算单元;以及操作调整单元,适于检查功率计算单元的结果,并且根据检查结果来调整第一至第四操作的操作时间点。
在实施例中,一种存储器系统的操作方法,该存储器系统包括存储器装置,该存储器装置包括多个存储器管芯,该操作方法可包括:当将第一命令和第二命令顺序传送到多个存储器管芯中的所选择的存储器管芯时,分析第一命令和第二命令,分析第一命令和第二命令包括:识别第一命令的第一操作和第三操作以及识别第二命令的第二操作和第四操作,其中在第一操作和第二操作的操作区段彼此重叠时不能执行第一操作和第二操作,其中在第三操作的操作区段与第二操作的操作区段重叠时能够执行第三操作,并且其中在第四操作的操作区段与第一操作的操作区段重叠时能够执行第四操作;并且计算在一个或多个单操作区段中预期使用的单功率,在单操作区段中仅执行第一至第四操作中的任意一个相应操作;计算在一个或多个重叠操作区段中预期使用的重叠功率,在重叠操作区段中第一操作至第四操作中的相应多个操作在彼此重叠时执行;通过根据第一至第四操作的操作时间点来将单功率和重叠功率相加,来计算当在所选择的存储器管芯中执行第一命令和第二命令时预期使用的总功率;以及根据分别在一个或多个重叠操作区段中预期使用的功率的最大值来计算峰值功率。
该操作方法可进一步包括调整步骤,在调整步骤中调整第一至第四操作的操作时间点,使得总功率最小化,同时使在计算步骤中计算的峰值功率保持在小于预定参考值的值。
计算重叠功率可包括:根据第一命令和第二命令的类型以及所选择的存储器管芯的类型来确定多个预设权重的值;通过将预设权重应用于与在一个重叠操作区段中在彼此重叠时执行的两个或更多个操作分别相对应的两个或更多个电流来计算操作电流;以及通过预测将在重叠操作区段中使用的操作电流来计算重叠功率。
该操作方法可进一步包括:当第一命令是用于将第一数据存储在所选择的存储器管芯中的第一写入命令,并且第二命令是用于将第二数据存储在所选择的存储器管芯中的第二写入命令时,将第一数据传送到所选择的存储器管芯的操作识别为第一操作,并且预测将在第一区段期间执行该第一操作;将在第一区段之后,所选择的存储器管芯物理地将第一数据存储在所选择的存储器管芯中的操作识别为第三操作,并且预测将在第二区段期间执行该第三操作;将在第一区段之后,将第二数据传送到所选择的存储器管芯的操作识别为第二操作,并且预测将在与第二区段重叠的第三区段期间执行该第二操作;并且将在第二和第三区段之后,所选择的存储器管芯物理地将第二数据存储在所选择的存储器管芯中的操作识别为第四操作,并且预测将在第四区段期间执行该第四操作。
该操作方法可进一步包括:通过将第一部分功率、第二部分功率和第三部分功率相加来计算单功率,通过预测将在第一区段中使用对应于第一操作的第一电流而获得第一部分功率,通过预测将在第二区段的不与第三区段重叠的部分中使用对应于第三操作的第三电流而获得第二部分功率,以及通过预测将在第四区段中使用对应于第四操作的第四电流而获得第三部分功率;通过对第三电流和对应于第二操作的第二电流执行运算来计算第一操作电流;以及通过预测将在第三区段中使用第一操作电流来计算峰值功率。
可通过将通过将第二电流乘以第一权重而获得的电流与通过将第三电流乘以第二权重而获得的电流相加,来执行计算第一操作电流。
该操作方法可进一步包括:当第一命令是用于从所选择的存储器管芯中读取第三数据的第一读取命令并且第二命令是用于从所选择的存储器管芯中读取第四数据的第二读取命令时:将所选择的存储器管芯物理地读取所选择的存储器管芯中的第三数据的操作识别为第三操作,并且预测将在第五区段期间执行该第三操作;将在第五区段之后,从所选择的存储器管芯接收第三数据的操作识别为第一操作,并且预测将在第六区段期间执行该第一操作;将在第三操作开始之后,所选择的存储器管芯物理地读取所选择的存储器管芯中的第四数据的操作识别为第四操作,并且预测将在与第五和第六区段中的至少一个重叠的第七区段期间执行该第四操作;并且将在第六和第七区段之后,从所选择的存储器管芯接收第四数据的操作识别为第二操作,并且预测将在第八区段期间执行该第二操作。
该操作方法可进一步包括:通过将将第四部分功率、第五部分功率和第六部分功率相加来计算单功率,通过预测将在第五区段中的不与第七区段重叠的部分中使用对应于第三操作的第三电流而获得第四部分功率,通过预测将在第六区段中的不与第七区段重叠的部分中使用对应于第一操作的第一电流而获得第五部分功率,以及通过预测将在第八区段中使用对应于第二操作的第二电流而获得第六部分功率;通过对第三电流和对应于第四操作的第四电流执行运算来计算第二操作电流,并且通过对第一电流和第四电流执行运算来计算第三操作电流;并且通过预测将在与第五区段重叠的第七区段中使用第二操作电流并且预测将在与第六区段重叠的第七区段中使用第三操作电流,来计算在第七区段中预期使用的峰值功率。
该操作方法可进一步包括:通过将通过将第三电流乘以第三权重而获得的电流与通过将第四电流乘以第四权重而获得的电流相加来计算第二操作电流,并且通过将通过将第一电流乘以第五权重而获得的电流与通过将第四电流乘以第六权重而获得的电流相加来计算第三操作电流。
根据本实施例,当将两个或更多个命令顺序传送到存储器系统中包括的多个存储器装置之中的任意一个所选择的存储器装置时,存储器系统可分析假定待传送的两个或更多个命令中的每一个中包括的操作,识别在它们的操作区段彼此重叠时能够执行的操作和在它们的操作区段彼此重叠时不能够执行的操作,独立地计算所识别的操作所需的功率,并且将计算出的功率相加,从而准确地预测执行两个或更多个命令所需的功率。
附图说明
图1示出根据实施例的包括存储器系统的数据处理系统。
图2示出根据本实施例的存储器系统中包括的存储器装置。
图3示出根据实施例的存储器系统内的控制器。
图4示出根据实施例的存储器系统内的控制器中包括的存储器接口(I/F)。
图5示出根据实施例的控制器对多个顺序命令的第一操作。
图6示出根据实施例的控制器对多个顺序命令的第二操作。
图7示出根据实施例的控制器对多个顺序命令的第三操作。
图8示出根据实施例的控制器对多个顺序命令的第四操作。
图9示出根据实施例的控制器对具有根据最大峰值功率而调整的时间的多个顺序命令的第五操作。
具体实施方式
下面参照附图更详细地描述本公开的各个示例。然而,本发明的方面和特征可以不同的方式来实现以形成其它实施例,包括任意所公开的实施例的变型。因此,本发明不应被解释为限于本文中阐述的实施例。相反,提供所描述的实施例使得本公开是彻底且完整的,并将本公开全面地传达给本发明所属领域的技术人员。在整个本公开中,相同的附图标记在本公开的各个附图和示例中始终表示相同的部件。注意的是,对“实施例”、“另一实施例”等的参考不一定仅意为一个实施例,并且对任何这种短语的不同参考不一定针对相同的实施例。
将理解的是,虽然可在本文中使用术语“第一”、“第二”、“第三”等来识别各个元件,但是这些元件不受这些术语限制。这些术语用于将一个元件与另外具有相同或相似名称的另一元件区分开。因此,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,一个示例中的第一元件在另一示例中可被称为第二元件或第三元件。
附图不一定按比例绘制,并且在一些情况下,为了清楚地说明实施例的特征,可能已经放大了比例。当元件被称为连接到或联接到另一元件时,应理解的是,前者可直接连接或联接到后者,或者经由它们之间的一个或多个中间元件电连接或联接到后者。另外,还将理解的是,当元件被称为在两个元件“之间”时,其可以是这两个元件之间的唯一元件,或者还可存在一个或多个中间元件。
本文使用术语的目的仅是描述特定实施例而不旨在限制本发明。如本文所使用的,除非上下文另有明确说明,否则单数形式也旨在包括复数形式,反之亦然。类似地,除非从语言或上下文中可清楚地看出旨在表示一个,否则术语“一”和“一个”表示一个或多个。
将进一步理解的是,当在本说明书中使用术语“包括”、“包括有”、“包含”和“包含有”时,说明所陈述元件的存在,但不排除一个或多个其它元件的存在或添加。如本文所使用的,术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任意和全部组合。
除非另有限定,否则本文所使用的包括技术术语和科学术语的所有术语具有与本发明所属领域中普通技术人员通常理解的含义相同的含义。将进一步理解的是,诸如在常用词典中限定的那些术语的术语应被理解为具有与其在本公开和相关领域的背景下的含义一致的含义,并且不以理想化或过于形式化的意义来解释,除非本文明确地如此定义。
在以下描述中,为了提供本发明的全面理解,阐述了许多具体细节。可在没有一些或全部这些具体细节的情况下实施本发明。在其它情况下,为了不使本发明被不必要地模糊,未详细地描述公知的进程结构和/或进程。
还要注意的是,在一些情况下,如对于相关领域的技术人员显而易见的是,结合一个实施例所描述的特征或元件可单独使用或与另一实施例的其它特征或元件组合使用,除非另有特别说明。
下面参照附图详细描述本公开的实施例,其中相同的附图标记表示相同的元件。
图1是示出根据实施例的包括存储器系统110的数据处理系统100的示图。
图2是示出根据本实施例的存储器系统110中包括的存储器装置150的示例的示图。
数据处理系统100可包括与存储器系统110接合或可操作地联接的主机102。
例如,主机102可包括诸如移动电话、MP3播放器和膝上型计算机的各种便携式电子装置中的任意一种,或诸如台式计算机、游戏机、电视(TV)和投影仪等的电子装置。
主机102还包括至少一个操作系统(OS),OS通常可管理和控制在主机102中执行的功能和操作。OS可提供与存储器系统110接合的主机102与存储器系统110的用户之间的互操作性。OS可支持与用户请求对应的功能和操作。作为示例而非限制,根据主机102的移动性,OS可包括通用操作系统和移动操作系统。根据系统需求或用户环境,通用操作系统可被分为个人操作系统和企业操作系统。包括Windows和Chrome的个人操作系统可支持针对一般用途的服务。企业操作系统可专门用于确保和支持较高的性能,包括Windows服务器、Linux和Unix。进一步地,移动操作系统可包括Android、iOS和Windows mobile。移动操作系统可支持针对移动性的服务或功能(例如,省电功能)。主机102可包括多个操作系统。对应于用户请求,主机102可与存储器系统110协作运行多个操作系统。主机102可将与用户请求对应的多个命令传输到存储器系统110中,从而在存储器系统110内执行与命令相对应的操作。
存储器系统110可响应于来自主机102的请求来执行具体的功能或操作,并且特别地,可存储待由主机102访问的数据。存储器系统110可用作主机102的主存储器系统或辅助存储器系统。根据主机接口的协议,存储器系统110可利用可与主机102电联接的各种类型的存储装置中的任意一种来实施。合适的存储装置的非限制性示例包括固态驱动器(SSD)、多媒体卡(MMC)、嵌入式MMC(eMMC)、缩小尺寸的MMC(RS-MMC)、微型MMC、安全数字(SD)卡、迷你SD、微型SD、通用串行总线(USB)存储装置、通用闪存(UFS)装置、紧凑式闪存(CF)卡、智能媒体(SM)卡和记忆棒。
存储器系统110的存储装置可利用例如动态随机存取存储器(DRAM)或静态RAM(SRAM)的易失性存储器装置来实施,并且/或者利用诸如以下的非易失性存储器装置来实施:只读存储器(ROM)、掩模ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、铁电RAM(FRAM)、相变RAM(PRAM)、磁阻RAM(MRAM)、电阻式RAM(RRAM或ReRAM)和闪速存储器。
参照图1和图2,存储器系统110可包括用于存储由主机102访问的数据的存储器装置150和用于控制将数据存储到存储器装置150中的控制器130。
存储器系统110可集成到单个半导体装置中,该单个半导体装置可被包括在如上所例示的各种类型的存储器系统中的任意一种中。
作为示例而非限制,存储器系统110可集成到单个半导体装置中。存储器系统110可被集成以形成SSD,从而提高操作速度。当存储器系统110用作SSD时,相比于与硬盘连接的主机102,连接到存储器系统110的主机102的操作速度可被提高。在另一实施例中,存储器系统110可集成到一个半导体装置中以形成存储卡,诸如PC卡(PCMCIA)、紧凑式闪存卡(CF)、智能媒体卡(例如,SM、SMC)、记忆棒、多媒体卡(例如,MMC、RS-MMC、微型MMC)、安全数字(SD)卡(例如,SD、迷你SD、微型SD、SDHC)或通用闪存。
存储器系统110可被配置成例如以下的一部分:计算机、超移动PC(UMPC)、工作站、上网本、个人数字助理(PDA)、便携式计算机、网络平板、平板电脑、无线电话、移动电话、智能电话、电子书、便携式多媒体播放器(PMP)、便携式游戏机、导航系统、黑盒、数码相机、数字多媒体广播(DMB)播放器、三维(3D)电视、智能电视、数字音频记录器、数字音频播放器、数字图片记录器、数字图片播放器、数字视频记录器、数字视频播放器、配置数据中心的存储装置、能够在无线环境下发送和接收信息的装置、配置家庭网络的各种电子装置之一、配置计算机网络的各种电子装置之一、配置远程信息处理网络的各种电子装置之一、射频识别(RFID)装置或配置计算系统的各种组件之一。
参照图1和图2,存储器系统110中的存储器装置150可以是即使没有供应电力也能够保留所存储的数据的非易失性存储器装置,例如,闪速存储器装置。因此,存储器装置150可通过写入操作来将从主机102提供的数据作为非易失性数据进行存储,并且通过读取操作来将所存储的数据提供到主机102。
更具体地,存储器装置150可包括多个存储器管芯1500、1501、1502和1503。存储器管芯1500至1503中的每一个可包括多个平面,诸如存储器管芯1500中包括的平面PLANE00和PLANE01以及存储器管芯1501中包括的平面PLANE10和PLANE11。此外,平面中的每一个可包括多个存储块;例如,平面PLANE00可包括BLOCK000、BLOCK001和BLOCK002,平面PLANE01可包括BLOCK010、BLOCK011和BLOCK012,平面PLANE10可包括BLOCK100、BLOCK101和BLOCK102,平面PLANE11可包括BLOCK110、BLOCK111和BLOCK112。在实施例中,平面中的块可对应于共同连接到对应于该平面的一组位线的块。此外,存储块BLOCK000至BLOCK112中的每一个可包括各自的多个页面P0至P4。页面P0至P4中的每一个可包括多个存储器单元(未示出)。
作为参考,图1示出存储器系统110包括一个存储器装置150,但是实施例不限于此,并且存储器系统110可包括各种数量的存储器装置150,例如,两个或四个存储器装置。此外,图1示出一个存储器装置150包括四个存储器管芯1500至1503,但是实施例不限于此,并且存储器装置150可包括各种数量的存储器管芯,例如,两个或八个存储器管芯。图2示出一个存储器管芯包括两个平面,但是实施例不限于此,并且一个存储器管芯可包括各种数量的平面,例如,四个或八个平面。此外,图2示出一个平面包括三个存储块,但是实施例不限于此,并且一个平面可包括各种数量的存储块,例如,多于三个存储块。此外,图2示出一个存储块包括五个页面,但是实施例不限于此,并且一个存储块可包括各种数量的页面,例如,多于五个页面。
存储器装置150中包括的多个存储器管芯1500至1503可通过多个通道CH0至CH3联接到控制器130。例如,第零存储器管芯1500可通过第零通道CH0联接到控制器130,第一存储器管芯1501可通过第一通道CH1联接到控制器130,第二存储器管芯1502可通过第二通道CH2联接到控制器130,并且第三存储器管芯1503可通过第三通道CH3联接到控制器130。
作为参考,图2示出四个存储器管芯1500至1503通过四个通道CH0至CH3联接到控制器130。然而,存储器管芯的数量不总是等于通道的数量,并且在实施例中,各种数量的存储器管芯,例如,两个或四个存储器管芯可联接到一个通道。也就是说,存储器装置150内的存储器管芯和通道的数量可根据存储器系统110的使用目的和性能要求而改变。
当存储器管芯1500至1503中的每一个包括多个平面并且一个存储器管芯联接到一个通道时,平面中的每一个可通过通路联接到通道。参照图2,第零存储器管芯1500中包括的两个平面PLANE00和PLANE01可分别通过第零通路WAY0和第一通路WAY1联接到第零通道CH0。类似地,第一存储器管芯1501中包括的两个平面PLANE10和PLANE11可分别通过第二通路WAY2和第三通路WAY3联接到第一通道CH1。
作为参考,图2示出了因为两个平面包括在一个存储器管芯中,所以两个通路联接到一个通道。然而,实施例不限于此,可根据多少平面联接到一个通道来确定联接到一个通道的通路数量。
存储器装置150中包括的多个存储器管芯1500至1503可被认为是彼此不同的模块,并且通过彼此不同的诸如多个通道CH0至CH3的多个数据路径而联接到控制器130。当多个存储器管芯1500至1503和控制器130通过多个数据路径交换数据时,这可指示通过交错操作来在多个存储器管芯1500至1503与控制器130之间交换数据。当使用多个数据路径通过交错操作来交换数据时,数据传送速率可高于通过一个数据路径交换数据时的数据传送速率。
重新参照图1,存储器系统110的控制器130响应于来自主机102的请求而控制存储器装置150。例如,控制器130向主机102提供从存储器装置150读取的数据,并且将从主机102提供的数据存储在存储器装置150中。对于该操作,控制器130控制存储器装置150的读取操作、写入操作、编程操作和擦除操作。
控制器130可包括主机接口(I/F)132、处理器134、ECC(错误校正码)单元138、存储器接口(I/F)142和存储器144。
控制器130中的主机接口132可处理从主机102提供的命令和数据,并且可通过诸如以下的各种接口协议中的至少一种与主机102通信:通用串行总线(USB)、多媒体卡(MMC)、高速外围组件互连(PCI-e或PCIe)、小型计算机系统接口(SCSI)、串列SCSI(SAS)、串行高级技术附件(SATA)、并行高级技术附件(PATA)、增强型小型磁盘接口(ESDI)以及电子集成驱动器(IDE)。根据实施例,主机接口132是与主机102交换数据的组件,主机接口132可通过被称为主机接口层(HIL)的固件来实施。
ECC单元138可校正待在存储器装置150中处理(例如,从存储器装置150输出)的数据的错误位,ECC单元138可包括ECC编码器和ECC解码器。此处,ECC编码器可对待编程在存储器装置150中的数据执行错误校正编码,以生成添加了奇偶校验位的编码数据,并且将编码数据存储在存储器装置150中。当控制器130读取存储在存储器装置150中的数据时,ECC解码器可检测并校正从存储器装置150读取的数据中包含的错误。换言之,在对从存储器装置150读取的数据执行错误校正解码之后,ECC单元138可确定错误校正解码是否成功并且输出指示信号(例如,校正成功信号或校正失败信号)。ECC单元138可使用在ECC编码进程期间生成的奇偶校验位来校正读取数据的错误位。当错误位的数量大于或等于可校正错误位的阈值数量时,ECC单元138可不校正错误位,而是可输出指示校正错误位失败的错误校正失败信号。
ECC单元138可基于诸如以下的编码调制来执行错误校正操作:低密度奇偶校验(LDPC)码、博斯-查德胡里-霍昆格姆(Bose-Chaudhuri-Hocquenghem,BCH)码、turbo码、里德-所罗门(Reed-Solomon,RS)码、卷积码、递归系统码(RSC)、网格编码调制(TCM)或分组编码调制(BCM)。ECC单元138可包括基于上述编码中的至少一种来执行错误校正操作的任何和所有电路、模块、系统或装置。
存储器接口142可用作用于处置(handling)在控制器130和存储器装置150之间传送的命令和数据的接口,以允许控制器130响应于从主机102传递的请求来控制存储器装置150。在当存储器装置150是闪速存储器时,特别地当存储器装置150是NAND闪速存储器时的情况下,存储器接口142可在处理器134的控制下生成用于存储器装置150的控制信号,并且可处理输入到存储器装置150中或从存储器装置150输出的数据。存储器接口142可提供接口,以用于处置控制器130与存储器装置150之间的命令和数据,例如NAND闪存接口的操作,特别地控制器130与存储器装置150之间的操作。根据实施例,存储器接口142可通过被称为闪存接口层(FIL)的固件而实施为用于与存储器装置150交换数据的组件。
存储器144可支持由存储器系统110和控制器130执行的操作。存储器144可存储用于存储器系统110和控制器130中的操作而生成或传递的临时数据或事务数据。控制器130可响应于来自主机102的请求来控制存储器装置150。控制器130可将从存储器装置150读取的数据传送到主机102中。控制器130可将通过主机102输入的数据存储在存储器装置150中。存储器144可用于存储控制器130和存储器装置150执行诸如读取操作或编程/写入操作的操作所需的数据。
如上所述,存储器144可存储用于执行诸如由主机102请求的数据写入和数据读取的操作的数据和/或在存储器装置150和控制器130之间传送以用于诸如垃圾收集和损耗均衡的后台操作的数据。根据实施例,为了支持存储器系统110中的操作,存储器144可包括程序存储器、数据存储器、写入缓冲器/高速缓存、读取缓冲器/高速缓存、数据缓冲器/高速缓存和映射缓冲器/高速缓存。
存储器144可被实施为易失性存储器。例如,存储器144可被实施为SRAM(静态随机存取存储器)或DRAM(动态随机存取存储器)。此外,如图1所示,存储器144可存在于控制器130的内部或外部。当存储器144存在于控制器130的外部时,数据可通过单独的存储器接口(未示出)而输入到控制器130/从控制器130输出。
处理器134可利用微处理器或中央处理单元(CPU)来实施。存储器系统110可包括一个或多个处理器134。处理器134可控制存储器系统110的全部操作。作为示例而非限制,处理器134可响应于从主机102输入的写入请求或读取请求来控制对存储器装置150的编程操作或读取操作。根据实施例,处理器134可使用或执行固件来控制存储器系统110的全部操作。在本文中,固件可以是闪存转换层(FTL)。FTL可用作主机102与存储器装置150之间的接口。主机102可通过FTL来将写入操作和读取操作的请求传输到存储器装置150。
FTL可管理地址映射、垃圾收集、损耗均衡等的操作。特别地,FTL可加载、生成、更新或存储映射数据。因此,控制器130可通过映射数据,将从主机102输入的逻辑地址与存储器装置150的物理地址进行映射。地址映射操作允许存储器装置150用作执行读取或写入操作的通用存储装置。通过使用基于映射数据的地址映射操作,当控制器130将更新特定页面中存储的数据时,根据闪速存储器装置的特性需要,控制器130可将更新后的数据编程到另一空页面上,并且可使该特定页面的旧数据无效(例如,将与更新后的数据的逻辑地址相对应的物理地址从该特定页面更新为新编程页面)。进一步地,控制器130可将新数据的映射数据存储到FTL中。
例如,当在存储器装置150中执行从主机102请求的操作时,控制器130使用处理器134。与存储器装置150接合的处理器134可处置与从主机102输入的命令对应的命令操作。控制器130可执行前台操作作为与来自主机102的命令相对应的命令操作,诸如与写入命令对应的编程操作、与读取命令对应的读取操作、与擦除/丢弃命令对应的擦除/丢弃操作,以及与具有设置命令的设置参数命令或设置特征命令对应的参数设置操作。
再例如,控制器130可使用处理器134对存储器装置150执行后台操作。作为示例而非限制,存储器装置150的后台操作包括复制多个存储块BLOCK000至BLOCK112之中的存储块中的数据,并且将该数据存储到另一存储块(例如,垃圾收集(GC)操作)。后台操作可包括将存储器装置150中的多个存储块BLOCK000至BLOCK112中的至少一个存储块中存储的数据移动到多个存储块BLOCK000至BLOCK112中的至少另一个存储块中的操作(例如,损耗均衡(WL)操作)。在后台操作期间,控制器130可使用处理器134来将控制器130中存储的映射数据存储到多个存储块BLOCK000至BLOCK112中的至少一个中,例如映射清除(flush)操作。检查多个存储块BLOCK000至BLOCK112之中的坏块的坏块管理操作是可由处理器134执行的后台操作的另一示例。
管理单元(未示出)可包括在处理器134中。管理单元可执行存储器装置150的坏块管理。管理单元可找到对于进一步使用处于不满足条件的坏存储块,并且对坏存储块执行坏块管理。当存储器装置150为例如NAND闪速存储器的闪速存储器时,由于NAND逻辑功能的特性,在写入操作期间,例如在编程操作期间,可能发生编程失败。在坏块管理期间,可将编程失败的存储块或坏存储块中的数据编程到新存储块中。坏块可使具有3D堆叠结构的存储器装置150的利用效率和存储器系统110的可靠性严重劣化。因此,可靠的坏块管理可增强或提高存储器系统110的性能。
图3是示出根据实施例的存储器系统110内的控制器130的示图。
参照图3,存储器系统110可包括用于存储由主机102访问的数据的存储器装置150和用于控制将数据存储到存储器装置150中的控制器130。控制器130可包括主机接口132、FTL(闪存转换层)40、存储器接口142和存储器144。
虽然未在图3中示出,但是根据实施例,参照图1描述的ECC 138可包括在FTL 40中。此时,根据实施例,ECC 138可被实施为控制器130内的单独的模块、电路或固件。
主机接口132用于处置来自主机102的命令和数据。作为示例而非限制,主机接口132可包括命令队列56、缓冲器管理器52和事件队列54。命令队列56可顺序地存储来自主机102的命令和数据,并且以所存储的顺序来将命令和数据输出到缓冲器管理器52。缓冲器管理器52可将从命令队列56传递的命令和数据进行分类、管理或调整。事件队列54可顺序地传输用于处理来自缓冲器管理器52的命令和数据的事件。
可从主机102连续地接收相同特性的多个命令或数据,或者可在混合或打乱之后,将不同特性的命令和数据传输到存储器系统110。例如,可将用于读取数据的多个命令(即,读取命令)连续地传递到存储器系统110或可将读取命令和编程/写入命令交替地传输到存储器系统110。主机接口132可将从主机102接收的命令和数据顺序地存储到命令队列56。此后,主机接口132可针对每个命令,根据从主机102接收的命令(和任何附带数据)的特性来估计或预测控制器130将执行何种类型的(多个)内部操作。主机接口132可至少基于命令和数据的特性来确定命令和数据的处理顺序和优先级。根据从主机102接收的命令和数据的特性,主机接口132中的缓冲器管理器52被配置成确定缓冲器管理器52是否应当将命令和数据存储在存储器144中,或者缓冲器管理器52是否应当将命令和数据传递到闪存转换层(FTL)单元40。事件队列54接收从缓冲器管理器52输入的、待由存储器系统110或控制器130响应于来自主机102的命令和数据而内部地执行并处理的事件,以便按照接收的顺序来将事件传递到闪存转换层(FTL)单元40中。
根据实施例,闪存转换层(FTL)单元40可包括状态管理器(GC/WL/RR)42、映射管理器(MM)44、主机请求管理器(HRM)46和块管理器(BM/BBM)48。主机请求管理器46可管理从事件队列54输入的事件。映射管理器44可处置或控制映射数据,诸如逻辑到物理(L2P)地址映射数据。状态管理器42可执行垃圾收集(GC)或损耗均衡(WL)或读取回收(RR)。块管理器48可对存储器装置150中的块运行命令或指令。
作为示例而非限制,主机请求管理器46可使用映射管理器44和块管理器48来处置或处理根据读取和编程命令的请求,以及处置从主机接口132传递的事件。主机请求管理器46可将查询请求发送到映射数据管理器44,以确定与和事件一起输入的逻辑地址相对应的物理地址。主机请求管理器46可将读取请求与物理地址一起发送到存储器接口142,以处理读取请求(处置事件)。另一方面,主机请求管理器46可向块管理器48发送编程请求(或写入请求),以将输入的数据编程到存储器装置150中的空页面(即,没有数据的页面),然后可向映射数据管理器44传输与编程请求相对应的映射更新请求,以在关于将逻辑地址和物理地址彼此映射的信息中更新与编程数据相关的项。
此处,块管理器48可将从主机请求管理器46、映射数据管理器44和/或状态管理器42传送的编程请求转换成存储器装置150的闪存编程请求,以管理存储器装置150中的闪存块。为了最大化或提高存储器系统110的编程或写入性能,块管理器48可收集编程请求并且将用于多平面和单触发编程操作的闪存编程请求发送到存储器接口142。块管理器48可向存储器接口142发送若干闪存编程请求,以提高或最大化多通道闪存控制器的并行处理。
块管理器48可被配置成根据有效页面的数量来管理存储器装置150中的块,当需要空闲块时选择和擦除没有有效页面的块,并且在确定需要垃圾收集时选择包括最少数量的有效页面的块。状态管理器42可执行垃圾收集以将有效数据移动到空块并且擦除被移动有效数据的块中的剩余数据,使得块管理器48可具有足够的空闲块(即,没有数据的空块)。如果块管理器48将关于待擦除的块的信息提供到状态管理器42,则状态管理器42可检查待擦除的块中的所有闪存页面以确定每个页面是否有效。例如,为了确定每个页面的有效性,状态管理器42可识别每个页面的带外(OOB)区域中存储的逻辑地址。为了确定每个页面是否有效,状态管理器42可将页面的物理地址与映射到从请求获得的逻辑地址的物理地址进行比较。状态管理器42针对每个有效页面,将编程请求发送到块管理器48。当编程操作完成时,可通过更新映射管理器44来更新映射表。
映射管理器44可管理逻辑到物理映射表。映射管理器44可处理由主机请求管理器46或状态管理器42生成的诸如查询和更新的请求。映射管理器44可将整个映射表存储在存储器装置150中(例如,闪存/非易失性存储器),并且根据存储器144的存储容量来高速缓存映射条目。当在处理查询或更新请求时发生映射高速缓存缺失时,映射管理器44可将读取请求发送到存储器接口142,以加载存储器装置150中存储的映射表的相关部分。当映射管理器44中的脏高速缓存块的数量超过特定阈值时,可将编程请求发送到块管理器48,从而形成干净高速缓存块并且可将脏映射表存储在存储器装置150中。
当执行垃圾收集时,状态管理器42将有效页面复制到空闲块中,并且主机请求管理器46可编程相同逻辑地址的页面的最新版本数据,并且即时地发出更新请求。当状态管理器42在尚未完成有效页面的复制的状态下请求映射更新时,映射管理器44可不执行映射表更新。这是因为如果状态管理器42请求映射更新并且直到稍后才完成有效页面复制,则发出了具有旧物理信息的映射请求。为确保准确性,只要最新映射表仍然指向旧物理地址,映射管理器44就可执行映射更新操作。
从FTL 40传送到存储器接口142的读取或写入命令可以是可在存储器装置150中执行的最小读取单位或最小写入单位的命令。此时,该最小读取单位或最小写入单位可指示可通过一次读取或写入操作而从存储器装置150中读取或写入存储器装置150中的数据的最小大小。因此,根据存储器装置150的类型,最小读取单位或最小写入单位可具有不同的值。例如,当存储器装置150是NAND闪速存储器装置时,最小读取单位或最小写入单位可对应于页面。
存储器装置150可包括多个存储块。根据在这种块的一个存储器单元中能够存储或表示的位的数量,多个存储块中的每一个可以是单层单元(SLC)存储块或多层单元(MLC)存储块。此处,SLC存储块包括由每个存储一位数据的存储器单元实施的多个页面。SLC存储块可具有高数据I/O操作性能和高耐久性。MLC存储块包括由每个存储多位数据(例如,两位或更多位数据)的存储器单元实施的多个页面。对于相同空间,与SLC存储块相比,MLC存储块可具有更大的存储容量。在存储容量方面,MLC存储块可被高度集成。在实施例中,存储器装置150可利用诸如以下的MLC存储块来实施:双层单元存储块、三层单元(TLC)存储块、四层单元(QLC)存储块或其组合。双层单元存储块可包括由每个能够存储2位数据的存储器单元实施的多个页面。三层单元(TLC)存储块可包括由每个能够存储3位数据的存储器单元实施的多个页面。四层单元(QLC)存储块可包括由每个能够存储4位数据的存储器单元实施的多个页面。在另一实施例中,存储器装置150可利用包括由每个能够存储5位或更多位数据的存储器单元实施的多个页面的块来实施。
在本公开的实施例中,存储器装置150被实现为非易失性存储器,例如诸如NAND闪速存储器、NOR闪速存储器等的闪速存储器。在另一实施例中,存储器装置150可由相变随机存取存储器(PCRAM)、铁电随机存取存储器(FRAM)和自旋注入磁性存储器(例如,自旋转移力矩磁性随机存取存储器(STT-MRAM))中的至少一种来实施。
图4是示出根据实施例的存储器系统内的控制器中包括的存储器接口的示图。
参照图4,该存储器系统110可包括用于存储由主机102访问的数据的存储器装置150和用于控制将数据存储到存储器装置150中的控制器130,类似于参照图3描述的存储器系统110。该控制器130可包括主机接口132、FTL 40、存储器接口142和存储器44,类似于参照图3描述的控制器130。该存储器装置150可包括多个存储器管芯,类似于参照图1和图2描述的多个存储器管芯1500至1503。存储器接口142可包括命令分析单元1421、功率计算单元1422、权重检查单元1423和操作控制单元1424。当存储器接口142使用FIL实施时,命令分析单元1421、功率计算单元1422、权重检查单元1423和操作控制单元1424可分别由执行FIL的各个部分的处理器来实施。
作为参考,将参照图4描述的存储器系统110中包括的大多数组件132、40、144和150的描述已经包括在参照图1至图3的上述描述中。因此,下面参照图4的描述将集中于未参照图1至图3详细描述的存储器接口142的操作。
参照图4,当控制器130顺序接收到第一命令和第二命令时,其中第一命令和第二命令均对从多个存储器管芯1500至1503之中选择的相同存储器管芯执行操作,控制器130可分析第一命令和第二命令并且识别第一命令的第一操作和第二命令的第二操作,该第一操作和第二操作不能在彼此重叠的操作区段中执行。换言之,当在所选择的存储器管芯中待执行第一命令的第一操作和第二命令的第二操作时,控制器130可在所选择的存储器管芯中执行第一和第二操作之前,预先识别不能彼此重叠的第一命令的第一操作的操作区段和第二命令的第二操作的操作区段。
控制器130还可识别可在与第二命令的第二操作的操作区段重叠的操作区段中执行的第一命令的第三操作,并且识别可在与第一命令的第一操作的操作区段重叠的操作区段中执行的第二命令的第四操作。
换言之,当在所选择的存储器管芯中待执行第二命令的第二操作和第一命令的第三操作时,控制器130可在所选择的存储器管芯中执行第三和第二操作之前,识别可彼此重叠的第一命令的第三操作的操作区段和第二命令的第二操作的操作区段。类似地,当在所选择的存储器管芯中待执行第一命令的第一操作和第二命令的第四操作时,控制器130可在所选择的存储器管芯中执行第一和第四操作之前,识别可彼此重叠的第一命令的第一操作的操作区段和第二命令的第四操作的操作区段。
在该示例中,因为第一命令中包括的第一操作和第三操作是包括在一个命令中的操作,所以第一操作和第三操作不能在彼此重叠时执行。类似地,因为第二命令中包括的第二操作和第四操作也是包括在一个命令中的操作,所以第二操作和第四操作也不能在彼此重叠时执行。
如上所述,当在从多个存储器管芯1500至1503之中选择的一个存储器管芯中顺序地执行两个不同的命令时,这些命令可在彼此(至少部分地)重叠时执行,或者不能在彼此重叠时执行。这是因为响应于一个命令而在一个存储器管芯中执行的命令操作可能实际上包括多个子操作。与一个特定命令相对应的特定命令操作中包括的多个特定子操作中的一些特定子操作不能在与另一命令操作中包括的子操作重叠时执行,但是其他特定子操作可在与另一命令操作中包括的子操作重叠时执行。
例如,如参照图3所述,即使当从控制器130中的FTL 40传送到存储器接口142的读取或写入命令可能是可在存储器装置150中执行的最小读取单位或最小写入单位的命令时,响应于读取或写入命令而在存储器装置150中执行的读取操作或写入操作也可包括多个子操作。
例如,当控制器130向存储器管芯传送一个读取命令时在存储器装置150中包括的任意一个存储器管芯中执行的读取操作可包括第一子操作和第二子操作。第一子操作可包括从与读取命令中包括的地址相对应的存储器单元中物理地读取数据,并且将读取数据存储在存储器管芯内的特定缓冲器中,该特定缓冲器例如是存储器管芯中包括的多个存储块中的每一个中包括的页面缓冲器,并且第二子操作可包括通过数据传送路径将作为第一子操作的结果而存储在存储器管芯内的特定缓冲器中的读取数据输出到控制器130,该数据传送路径例如是联接到存储器管芯的通道。这样,当将对应于读取命令的读取操作划分为两个子操作时,存储器管芯中包括的多个块可彼此并行地执行第一子操作。因此,对应于多个读取命令的多个第一子操作可在彼此重叠时执行。然而,第二子操作不能通过用作存储器管芯与控制器130之间的数据传送路径的一个通道同时地执行。因此,对应于多个读取命令的多个第二子操作不能在彼此重叠时执行(但是,可在与例如不同读取命令的第一子操作重叠时执行)。
再例如,当控制器130将一个写入命令传送到存储器管芯时在存储器装置150中包括的任意存储器管芯中执行的写入操作可包括第一子操作和第二子操作。第一子操作可包括通过数据传送路径将从控制器130输入的写入数据存储在存储器管芯内的特定缓冲器中,该数据传送路径例如是联接到关于写入命令的存储器管芯的通道,该特定缓冲器例如是存储器管芯中包括的多个块中的每一个中包括的页面缓冲器,并且第二子操作可包括将作为第一子操作的结果而存储在存储器管芯内的特定缓冲器中的写入数据物理地写入与写入命令中包括的地址相对应的存储器单元。这样,当将对应于写入命令的写入操作划分为两个子操作时,第一子操作不能通过用作存储器管芯与控制器130之间的数据传送路径的通道同时地执行。因此,对应于多个写入命令的多个第一子操作不能在彼此重叠时执行。然而,存储器管芯中包括的多个块可彼此并行地执行第二子操作。因此,对应于多个写入命令的多个第二子操作可在彼此重叠时执行(并且,可在与例如不同写入命令的第一子操作重叠时执行)。
作为参考,在读取操作中包括两个子操作并且在写入操作中包括两个子操作的上述配置仅仅是实施例。实际上,读取和写入操作中的每一个可包括更多数量的子操作。
在实施例中,控制器130被配置成通过在对所选择的存储器管芯执行对应于多个连续命令的操作之前计算总功率和峰值功率,来准确地预测当所选择的存储器管芯执行对应于多个连续命令(诸如,上述第一命令和第二命令)的操作时将使用的总功率和峰值功率。
实施例使得在由控制器130计算和预测的总功率和峰值功率与在所选择的存储器管芯中实际使用的总功率和峰值功率之间存在较小差异,这使得包括所选择的存储器管芯的存储器系统110能够更高效地操作。
也就是说,为了稳定和快速地处理内部命令队列中存储的多个命令,控制器130需要在处理多个命令之前对这些命令进行调度。具体地,控制器130需要确定在某个时间点将哪个命令传送到存储器装置150中包括的多个存储器管芯1500至1503之中的某个存储器管芯。在实施例中,控制器130可基于在假设根据调度顺序来执行多个命令的情况下而预先计算和预测的总功率和峰值功率,来调度执行多个命令的顺序和执行多个命令的时间点。当在假设根据调度顺序来执行多个命令的情况下而预先计算和预测的总功率和峰值功率与当根据调度顺序在多个存储器管芯中实际执行多个命令时使用的总功率和峰值功率之间具有显著差异时,存储器系统110的性能可能由于例如以下原因而劣化:由于低估峰值功率而超过峰值功率限制,从而导致热节流或存储器装置关闭,或者由于高估总功率和/或峰值功率而未能调度尽可能多的命令以同时执行,从而未能利用通过同时执行命令而可获得的效率。
特别地,当在多个存储器管芯1500至1503之中的任意一个存储器管芯中顺序地执行两个或更多个命令时,例如,当如上所述在所选择的存储器管芯中顺序地执行第一命令和第二命令时,通过简单地将执行第一命令所需的功率和执行第二命令所需的功率相加而预测的总功率和峰值功率的大小可能比当在所选择的存储器装置中实际执行第一命令和第二命令时使用的总功率和峰值功率的大小大得多。这是因为响应于一个命令而在一个存储器管芯中执行的命令操作可包括多个子操作,并且根据第一命令和第二命令的类型,在第一命令和第二命令中包括的子操作及它们的重叠操作区段可能彼此显著不同。因此,当一起运行第一命令和第二命令时使用的功率可能与通过简单地将当单独执行命令时的功率进行求和而预测的功率显著不同。
因此,为了在将第一命令和第二命令传送到所选择的存储器管芯之前,预先准确地预测在所选择的存储器管芯中执行对应于第一命令和第二命令的操作时将使用的总功率和峰值功率,控制器130可如下面的示例中所示进行操作。
首先,当如上所述将第一命令和第二命令顺序地传送到多个存储器管芯1500至1503之中的所选择的存储器管芯时,控制器130可识别第一命令中包括的第一和第三操作以及第二命令中包括的第二操作和第四操作。在该示例中,第一命令的第一操作和第二命令的第二操作的操作区段(即,分别执行这些操作的时间段)不能彼此重叠,第一命令的第三操作和第二命令的第二操作的操作区段可彼此重叠,并且第一命令的第一操作和第二命令的第四操作的操作区段可彼此重叠。此外,第一命令中包括的第一操作和第三操作的操作区段不能彼此重叠,并且第二命令中包括的第二操作和第四操作的操作区段不能彼此重叠。
控制器130可计算预期在单操作区段中使用的单功率,其中在单操作区段中仅可执行第一命令和第二命令的每一个中包括的第一至第四操作中的任意一个。此外,控制器130可计算预期在重叠操作区段中使用的峰值功率,其中在重叠操作区段中第一至第四操作中的两个或更多个操作可在彼此重叠时执行。此外,控制器130可通过根据第一至第四操作的操作时间点来将单功率和峰值功率相加,以计算当在所选择的存储器管芯中执行第一命令和第二命令时预期使用的总功率。此时,控制器130可调整第一至第四操作的操作时间点(例如,开始时间),使得总功率最小化,同时使峰值功率保持在小于预定参考值(诸如,峰值功率限制)的值。例如,在实施例中,与在没有重叠的情况下执行操作时将使用的总功率相比,重叠操作使用相同或更少的总功率,控制器130可调整操作时间点以在峰值功率不超过预定参考值的情况下,使尽可能多的操作重叠。
控制器130可根据第一命令和第二命令的类型以及所选择的存储器管芯的类型来调整用于计算峰值功率的方法。也就是说,控制器130可通过将“预设权重”应用于与在重叠操作区段中在彼此重叠时执行的两个或更多个操作相对应的两个或更多个电流来计算操作电流,然后通过预测将在重叠操作区段中使用的操作电流,并且使用所预测的操作电流来预测在重叠操作区段中使用的峰值功率,来计算峰值功率。在实施例中,可根据第一命令和第二命令的类型以及所选择的存储器管芯的类型来确定“预设权重”的值。
例如,当所选择的存储器管芯是NAND闪速存储器管芯、第一命令和第二命令是读取命令并且第一命令中包括的第一操作的操作区段和第二命令中包括的第四操作的操作区段部分地彼此重叠以引起重叠操作区段时,在重叠操作区段中,控制器130可将权重“1”应用于与第一命令中包括的第一操作相对应的电流,并且将权重0.5应用于与第二命令中包括的第四操作相对应的电流。例如,当同时执行多个操作时,由于支持存储器管芯中的电路而消耗的操作电流没有增加,或者没有与正在同时执行的操作的数量成比例地增加时,应用到对应于第四操作的电流的权重可小于1。
作为另一示例,当所选择的存储器管芯是NAND闪速存储器管芯、第一命令和第二命令是写入命令并且第一命令中包括的第三操作的操作区段与第二命令中包括的第二操作的操作区段部分地彼此重叠以引起重叠操作区段时,在重叠操作区段中,控制器130可将权重“1”应用于与第一命令中包括的第三操作相对应的电流,并且也将权重“1”应用于与第二命令中包括的第二操作相对应的电流。
可以以在控制器130内的特定位置中存储的信息的形式来预先确定“预设权重”的值。也就是说,可从控制器130内的特定空间直接加载与第一命令和第二命令的类型以及所选择的存储器管芯的类型相对应的“预设权重”的值。例如,控制器130内的特定空间可指示存储固件的位置。当在启动存储器系统110的过程期间加载固件时,可一起加载“预设权重”的值。
作为参考,可通过将“电压”、“电流”和“时间”相乘来计算“功率”。此外,已假设第一命令和第二命令中包括的第一至第四操作均在所选择的存储器管芯中执行,其中所选择的存储器管芯在物理上为一个装置。在所提供的示例中,可假设提供到所选择的存储器管芯的电源电压不变,并且至少在所选择的存储器管芯中执行第一命令和第二命令时保持恒定电平。因此,可认为用作计算“功率”的变量的“电压”一直恒定。此外,用作计算“功率”的变量的“时间”可指示操作区段的长度。在实施例中,总功率可对应于在执行一个或多个命令所需的时间内使用的功率的积分(即,执行命令所使用的能量的量)并且可用焦耳来表示,而峰值功率可对应于在执行命令期间的任何时间处消耗的、功率总量中的最大值,并且可用瓦特来表示。
此外,当在本文中,第一命令和第二命令被称为“顺序地传送”到所选择的存储器管芯时,这可指示将第一命令传输到所选择的存储器管芯的时间点和将第二命令传输到所选择的存储器管芯的时间点之间的差大于最小时间间隔并且小于最大时间间隔。也就是说,因为所选择的存储器管芯在物理上是一个存储器管芯,所以两个不同的命令,即第一命令和第二命令,不能在相同时间点被传送到所选择的存储器管芯,由此可确定最小时间间隔。此外,当在将第一命令传送到所选择的存储器管芯之后,在几乎完成第一命令的操作的时间点或之后,将第二命令传送到所选择的存储器管芯时,可能没有机会调度第一命令和第二命令的操作以进行重叠,因此第一命令和第二命令可不被认为是顺序地传送到所选择的存储器管芯。因此,可确定最大时间间隔。
更具体地,控制器130中包括的存储器接口142中包括的命令分析单元1421可分析从FTL 40传送的命令,并且识别每个命令中包括的一个或多个操作。也就是说,命令分析单元1421可在从FTL 40传送的多个命令之中选择假定待顺序地传送到所选择的存储器管芯的第一命令和第二命令,然后可分析所选择的第一命令和第二命令并且识别例如第一至第四操作。在示例中,由命令分析单元1421识别的第一命令的第一操作和第二命令的第二操作的操作区段不能彼此重叠,第一命令的第三操作和第二命令的第二操作的操作区段可彼此重叠,并且第一命令的第一操作和第二命令的第四操作的操作区段可彼此重叠,此外,第一命令中包括的第一操作和第三操作的操作区段不能彼此重叠,并且第二命令中包括的第二操作和第四操作的操作区段不能彼此重叠。虽然此处的示例将命令分析单元1421描述为识别每个所分析的命令中的两个操作,但是实施例不限于此。在实施例中,命令分析单元1421可识别每个命令中的一个或多个操作,并且针对每个命令所识别的操作的数量可根据命令的类型和与命令相关联的数据而变化。
存储器接口142中包括的功率计算单元1422可根据命令分析单元1421通过分析第一命令和第二命令而识别的第一至第四操作的操作时间点来计算单功率、峰值功率和总功率。也就是说,功率计算单元1422可计算预期在单操作区段中使用的单功率,其中在单操作区段中仅可执行第一至第四操作中的任意一个。此外,功率计算单元1422可计算预期在重叠操作区段中使用的峰值功率,其中在重叠操作区段中可在彼此重叠时执行第一至第四操作中的两个或更多个操作。此外,功率计算单元1422可通过根据第一至第四操作的操作时间点来对单功率和峰值功率进行积分,以计算当在所选择的存储器管芯中执行第一命令和第二命令时预期使用的总功率。例如,对于每个操作区段,功率计算单元1422可确定每个操作区段中的操作电流,并且将总功率确定为等于Σ(Ii·Vi·Ti),i=1...n,其中n是操作区段的数量,Ii是操作区段i期间的操作电流,Vi是操作区段i期间的电源电压(在实施例中,对于每个操作区段,Vi可以是相同的),并且Ti是操作区段i的持续时间。然而,实施例不限于此。
功率计算单元1422可根据第一命令和第二命令的类型以及所选择的存储器管芯的类型来调整用于计算峰值功率的方法。也就是说,控制器130可通过将“预设权重”应用于与第一命令和第二命令中包括的第一至第四操作之中的、在重叠操作区段中在彼此重叠时执行的两个或更多个操作相对应的两个或更多个电流来计算操作电流,然后通过预测将在重叠操作区段中使用的操作电流来计算峰值功率。此时,可通过参考由权重检查单元1423传送的权重信息来确定“预设权重”的值。
存储器接口142中包括的操作控制单元1424可检查功率计算单元1422的结果,并且根据检查结果来调整第一至第四操作的操作时间点。也就是说,操作控制单元1424可检查功率计算单元1422的结果,并且根据检查结果来调整第一命令和第二命令中包括的第一至第四操作的操作时间点,使得在所选择的存储器管芯中执行第一命令和第二命令时,在峰值功率保持在小于预定参考值的值的状态下,总功率被最小化。例如,操作控制单元1424可检查由功率计算单元1422根据第一组操作时间点而确定的峰值功率,可确定峰值功率是否超过参考值,并且响应于峰值功率超过参考值,可修改第一组操作时间点以产生第二组操作时间点,然后可由功率计算单元1422使用第二组操作时间点来产生新的峰值功率和总功率结果,在这一点上可重复上述进程。
权重检查单元1423可检查第一命令和第二命令的类型以及所选择的存储器管芯的类型,并且将对应于检查结果的权重信息传送到功率计算单元1422。例如,当检查到所选择的存储器管芯是NAND闪速存储器管芯并且第一命令和第二命令是读取命令时,权重检查单元1423可将权重信息传送到功率计算单元1422,该权重信息指示在第一操作和第四操作彼此重叠的重叠操作区段中,需要将权重“1”应用于与第一命令中包括的第一操作相对应的电流,并且需要将权重“0.5”应用于与第二命令中包括的第四操作相对应的电流。
图5是用于描述控制器对多个顺序命令的第一操作的示图。
图5示出以下操作:在第一命令是用于将第一数据存储在所选择的存储器管芯中的第一写入命令PGM_A并且第二命令是用于将第二数据存储在所选择的存储器管芯中的第二写入命令PGM_B的情况下,当顺序地将第一命令和第二命令传送到多个存储器管芯1500至1503之中的所选择的存储器管芯时,如参照图1至图4所述,控制器130计算单功率P1、重叠功率P2、峰值功率(未示出)和总功率TOTAL_PW。
具体地,可假设控制器130将响应于第一写入命令PGM_A而在时间点A开始写入操作,并且将响应于第二写入命令PGM_B而在时间点C开始写入操作。也就是说,控制器130将第一写入命令PGM_A传送到所选择的存储器管芯,然后将第二写入命令PGM_B传送到所选择的存储器管芯。
在该示例中,第一写入命令PGM_A可包括第一操作1ST_OP和第三操作3RD_OP,在第一操作1ST_OP中,控制器130将第一数据传送到所选择的存储器管芯,并且在第三操作3RD_OP中,所选择的存储器管芯将该第一数据物理地存储在所选择的存储器管芯中。因此,控制器130可分析第一写入命令PGM_A,并且识别到第一操作1ST_OP和第三操作3RD_OP包括在写入命令PGM_A中。
控制器130可分析第一写入命令PGM_A,并且确定第一操作1ST_OP和第三操作3RD_OP需要以它们的操作区段不彼此重叠的方式来顺序地执行。此时,控制器130可预测将在第一区段1ST_SECT,即在时间点A与B之间的区段中执行第一写入命令PGM_A的第一操作1ST_OP。此外,控制器130可预测将在第一区段1ST_SECT之后的第二区段2ND_SECT,即在时间点B与E之间的区段中执行第一写入命令PGM_A的第三操作3RD_OP。
第二写入命令PGM_B可包括第二操作2ND_OP和第四操作4TH_OP,在第二操作2ND_OP中,控制器130将第二数据传送到所选择的存储器管芯,并且在第四操作4TH_OP中,所选择的存储器管芯将第二数据物理地存储在所选择的存储器管芯中。因此,控制器130可分析第二写入命令PGM_B,并且识别到第二操作2ND_OP和第四操作4TH_OP包括在第二写入命令PGM_B中。
控制器130可分析第二写入命令PGM_B,并且确定第二操作2ND_OP和第四操作4TH_OP需要以它们的操作区段不彼此重叠的方式来顺序地执行。而且,控制器130可确定第二操作2ND_OP需要在第一操作1ST_OP的结束点之后,在不与第一操作1ST_OP重叠时执行。而且,控制器130可确定第二操作2ND_OP可在第一操作1ST_OP的结束点之后,在与第三操作3RD_OP重叠时执行。因为第三操作3RD_OP包括在第一写入命令PGM_A中,并且第四操作4TH_OP包括在第二写入命令PGM_B中,即包括在一个存储器管芯中顺序执行的两个写入命令中,所以控制器130可确定第三操作3RD_OP和第四操作4TH_OP需要以它们的操作区段不彼此重叠的方式来执行。因此,控制器130可预测第二写入命令PGM_B的第二操作2ND_OP将在与第一区段1ST_SECT之后的第二区段2ND_SECT重叠的第三区段3RD_SECT中执行,即在时间点C与D之间的区段中执行,并且可预测第二写入命令PGM_B的第四操作4TH_OP将在第二区段2ND_SECT和第三区段3RD_SECT之后的第四区段4TH_SECT中执行,即在时间点E与F之间的区段中执行。
如上所述,控制器130可识别假定待顺序传送到所选择的存储器管芯的第一写入命令PGM_A和第二写入命令PGM_B中包括的第一至第四操作1ST_OP、2ND_OP、3RD_OP和4TH_OP。此外,控制器130可预测与第一写入命令PGM_A和第二写入命令PGM_B中包括的第一至第四操作1ST_OP、2ND_OP、3RD_OP和4TH_OP相对应的操作区段,即第一至第四区段1ST_SECT、2ND_SECT、3RD_SECT和4TH_SECT。
因此,控制器130可识别仅执行第一至第四操作1ST_OP、2ND_OP、3RD_OP和4TH_OP中的相应操作的一个或多个单操作区段,并且计算单功率P1。此外,控制器130可识别在彼此重叠时执行第一至第四操作1ST_OP、2ND_OP、3RD_OP和4TH_OP中的相应两个或更多个操作的一个或多个重叠操作区段,并且计算重叠功率P2。控制器130可将总功率TOTAL_PW确定为单功率P1和重叠功率P2的总和,并且可将峰值功率确定为所有操作区段中的各自最大瞬时功率。
具体地,因为控制器130已预测将在第一区段1ST_SECT中仅执行第一操作1ST_OP,所以控制器130可通过预测将在第一区段1ST_SECT中使用对应于第一操作1ST_OP的第一电流100mA来计算第一部分功率PP1。此外,因为控制器130已预测第二区段2ND_SECT具有不与第三区段3RD_SECT重叠的部分区段EXSECT,并且在部分区段EXSECT中将仅执行第三操作3RD_OP,所以控制器130可通过预测将在每个部分区段EXSECT中使用对应于第三操作3RD_OP的第三电流100mA来计算第二部分功率PP2和PP3。此外,因为控制器130已预测将在第四区段4TH_SECT中仅执行第四操作4TH_OP,所以控制器130可通过预测将在该第四区段4TH_SECT中使用对应于第四操作4TH_OP的第四电流100mA来计算第三部分功率PP4。然后,控制器130可通过将第一部分功率PP1、第二部分功率PP2和PP3以及第三部分功率PP4相加,来计算预期在单操作区段中使用的单功率P1。
因为控制器130已预测第三区段3RD_SECT与第二区段2ND_SECT重叠,并且第二操作2ND_OP和第三操作3RD_OP将在第三区段3RD_SECT中在彼此重叠时执行,所以控制器130可通过对对应于第三操作3RD_OP的第三电流100mA和对应于第二操作2ND_OP的第二电流100mA执行运算来计算第一操作电流200mA,并且通过预测将在第三区段3RD_SECT中使用第一操作电流200mA来计算预期在重叠操作区段中使用的重叠功率P2。控制器130可通过将通过将第一权重“1”乘以第二电流100mA而获得的电流100mA和通过将第二权重“1”乘以第三电流100mA而获得的电流100mA相加来计算第一操作电流200mA。控制器130决定第一权重为“1”并且决定第二权重为“1”的原因在于,因为已假设所选择的存储器管芯是NAND闪速存储器管芯,第二操作2ND_OP包括在第二写入命令PGM_B中,并且第三操作3RD_OP包括在第一写入命令PGM_A中。
控制器130可通过将单功率P1和重叠功率P2相加来计算为了在所选择的存储器管芯中执行第一写入命令PGM_A和第二写入命令PGM_B而预期使用的总功率TOTAL_PW。控制器130可将峰值功率计算为在任何区段期间发生的最大瞬时功率。
图6是用于描述控制器对多个顺序命令的第二操作的示图。
图6示出以下操作:在第一命令是用于从多个存储器管芯1500至1503之中的所选择的存储器管芯中读取第三数据的第一读取命令RD_A并且第二命令是用于从所选择的存储器管芯中读取第四数据的第二读取命令RD_B的情况下,当顺序地将第一命令和第二命令传送到所选择的存储器管芯时,如参照图1至图4所述,控制器130计算单功率P1、重叠功率P2、峰值功率(未示出)和总功率TOTAL_PW。
具体地,可假设控制器130将响应于第一读取命令RD_A而在时间点G开始读取操作,并且将响应于第二读取命令RD_B而在时间点H开始读取操作。也就是说,控制器130可将第一读取命令RD_A传送到所选择的存储器管芯,然后将第二读取命令RD_B传送到所选择的存储器管芯。
第一读取命令RD_A可包括第三操作3RD_OP和第一操作1ST_OP,在第三操作3RD_OP中,所选择的存储器管芯物理地读取其中的第三数据,并且在第一操作1ST_OP中,所选择的存储器管芯将第三数据传送到控制器130。因此,控制器130可分析第一读取命令RD_A,并且识别第一操作1ST_OP和第三操作3RD_OP。
控制器130可分析第一读取命令RD_A,并且确定需要顺序地执行第三操作3RD_OP和第一操作1ST_OP,同时第三操作3RD_OP和第一操作1ST_OP的操作区段不彼此重叠。此时,控制器130可预测将在第五区段5TH_SECT期间,即在时间点G与I之间的区段期间执行第一读取命令RD_A的第三操作3RD_OP。此外,控制器130可预测将在第五区段5TH_SECT之后的第六区段6TH_SECT期间,即在时间点I与K之间的区段期间执行第一读取命令RD_A的第一操作1ST_OP。
第二读取命令RD_B可包括第四操作4TH_OP和第二操作2ND_OP,在第四操作4TH_OP中,所选择的存储器管芯物理地读取其中的第四数据,并且在第二操作2ND_OP中,所选择的存储器管芯将该第四数据传送到控制器130。因此,控制器130可分析第二读取命令RD_B,并且识别第二操作2ND_OP和第四操作4TH_OP。
控制器130可分析第二读取命令RD_B,并且确定需要顺序地执行第四操作4TH_OP和第二操作2ND_OP,同时第四操作4TH_OP和第二操作2ND_OP的操作区段不彼此重叠。此外,因为第三操作3RD_OP包括在第一读取命令RD_A中,并且第四操作4TH_OP包括在第二读取命令RD_B中,并且在一个存储器管芯中顺序地执行这两个读取命令,所以控制器130可确定第三操作3RD_OP和第四操作4TH_OP可在彼此重叠时执行。因此,控制器130可确定可在第三操作3RD_OP的开始点之后,在第四操作4TH_OP的操作区段与第三操作3RD_OP的操作区段重叠时执行第四操作4TH_OP。此外,控制器130可确定可在第四操作4TH_OP的操作区段与第一操作1ST_OP的操作区段重叠时执行第四操作4TH_OP,其中第一操作1ST_OP的操作区段在第三操作3RD_OP的结束点之后开始。也就是说,控制器130可确定可在第四操作4TH_OP的操作区段与第三操作3RD_OP或第一操作1ST_OP(或两者)的操作区段重叠时执行第四操作4TH_OP。此外,控制器130可确定需要在第一操作1ST_OP的结束点之后,在第二操作2ND_OP的操作区段不与第一操作1ST_OP的操作区段重叠时执行第二操作2ND_OP。因此,控制器130可预测将在第七区段7TH_SECT期间,即在时间点H与J之间的区段期间执行第二读取命令RD_B的第四操作4TH_OP,其中第七区段7TH_SECT与第五区段5TH_SECT和第六区段6TH_SECT中的至少一个重叠。作为参考,图6示出第七区段7TH_SECT与第五区段5TH_SECT和第六区段6TH_SECT两者重叠,但是实施例不限于此。在另一实施例中,第七区段7TH_SECT可能仅与第五区段5TH_SECT和第六区段6TH_SECT中的一个重叠。控制器130可预测将在第六区段6TH_SECT和第七区段7TH_SECT之后的第八区段8TH_SECT期间,即在时间点K与L之间的区段期间执行第二读取命令RD_B的第二操作2ND_OP。
如上所述,控制器130可识别可被顺序地传送到所选择的存储器管芯的第一读取命令RD_A和第二读取命令RD_B中包括的第一、第二、第三和第四操作1ST_OP、2ND_OP、3RD_OP和4TH_OP。此外,控制器130可预测第一至第四操作1ST_OP、2ND_OP、3RD_OP和4TH_OP的操作区段,即第五、第六、第七和第八区段5TH_SECT、6TH_SECT、7TH_SECT和8TH_SECT。
因此,控制器130可识别仅相应地执行第一至第四操作1ST_OP、2ND_OP、3RD_OP和4TH_OP中的任意一个操作的一个或多个单操作区段,并且相应地计算单功率P1,并且可识别在彼此重叠时执行第一至第四操作1ST_OP、2ND_OP、3RD_OP和4TH_OP中相应两个或更多个操作的一个或多个重叠操作区段,并且相应地计算重叠功率P2。
具体地,因为控制器130已预测第五区段5TH_SECT具有不与第七区段7TH_SECT重叠的第一部分区段EXSECT1,并且在第一部分区段EXSECT1中将仅执行第三操作3RD_OP,所以控制器130可通过预测将在第一部分区段EXSECT1中使用对应于第三操作3RD_OP的第三电流100mA来计算第四部分功率PP5。此外,因为控制器130已预测第六区段6TH_SECT具有不与第七区段7TH_SECT重叠的第二部分区段EXSECT2,并且在该第二部分区段EXSECT2中将仅执行第一操作1ST_OP,所以控制器130可通过预测将在该第二部分区段EXSECT2中使用对应于第一操作1ST_OP的第一电流100mA来计算第五部分功率PP6。此外,因为控制器130已预测将在第八区段8TH_SECT中仅执行第二操作2ND_OP,所以控制器130可通过预测将在第八区段8TH_SECT中使用对应于第二操作2ND_OP的第二电流100mA来计算第六部分功率PP7。然后,控制器130可通过将第四部分功率PP5、第五部分功率PP6和第六部分功率PP7相加,来计算预期在单操作区段中使用的单功率P1。
因为控制器130已预测第三操作3RD_OP和第四操作4TH_OP将在第七区段7TH_SECT的、与第五区段5TH_SECT重叠的部分中在彼此重叠时执行,即在第七区段7TH_SECT的部分7TH_SECT_A中执行,所以控制器130可通过对对应于第三操作3RD_OP的第三电流100mA和对应于第四操作4TH_OP的第四电流100mA执行运算来计算第二操作电流150mA,并且通过预测将在第七区段7TH_SECT的部分7TH_SECT_A中使用第二操作电流150mA来计算第七部分功率PP8。控制器130可通过将通过将第三权重“1”乘以第三电流100mA而获得的电流100mA与通过将第四权重“0.5”乘以第四电流100mA而获得的电流50mA相加来计算第二操作电流150mA。控制器130决定第三权重为“1”并且决定第四权重为“0.5”的原因在于,因为已假设所选择的存储器管芯是NAND闪速存储器管芯,第四操作4TH_OP包括在第二读取命令RD_B中,并且第三操作3RD_OP包括在第一读取命令RD_A中。
因为控制器130已预测第一操作1ST_OP和第四操作4TH_OP将在第七区段7TH_SECT的、与第六区段6TH_SECT重叠的部分中在彼此重叠时执行,即在第七区段7TH_SECT的另一部分7TH_SECT_B中执行,所以控制器130可通过对对应于第一操作1ST_OP的第一电流100mA和对应于第四操作4TH_OP的第四电流100mA执行运算来计算第三操作电流150mA,并且通过预测将在第七区段7TH_SECT的部分7TH_SECT_B中使用第三操作电流150mA来计算第八部分功率PP9。控制器130可通过将通过将第五权重“1”乘以第一电流100mA而获得的电流100mA与通过将第六权重“0.5”乘以第四电流100mA而获得的电流50mA相加来计算第三操作电流150mA。控制器130决定第五权重为“1”并且决定第六权重为“0.5”的原因在于,因为已假设所选择的存储器管芯是NAND闪速存储器管芯,第四操作4TH_OP包括在第二读取命令RD_B中,并且第一操作1ST_OP包括在第一读取命令RD_A中。
控制器130可通过将第七部分功率PP8和第八部分功率PP9相加来计算预期在重叠操作区段中使用的重叠功率P2。
控制器130可通过将单功率P1和重叠功率P2相加,来计算为了在所选择的存储器管芯中执行第一读取命令RD_A和第二读取命令RD_B而预期使用的总功率TOTAL_PW。控制器130可将峰值功率(未示出)计算为在第五区段5TH_SEC至第八区段8TH_SEC中发生的最大瞬时功率。
图7是用于描述控制器对多个顺序命令的第三操作的示图。
图7示出以下操作:当在控制器130的对应于参照图5描述的第一写入命令PGM_A和第二写入命令PGM_B被顺序传送到所选择的存储器管芯的情况的操作期间,另外传送了更多写入命名时,即当将第一写入命令PGM_A和第二写入命令PGM_B以及第三写入命令PGM_C顺序传送到所选择的存储器管芯时,如参照图1至图4所述,控制器130计算单功率P1、重叠功率P2、峰值功率(未示出)和总功率TOTAL_PW。
如在图5的示例中,第一命令可以是用于将第一数据存储在所选择的存储器管芯中的第一写入命令PGM_A,并且第二命令可以是用于将第二数据存储在所选择的存储器管芯中的第二写入命令PGM_B。
在图7的示例中,第三写入命令PGM_C是用于执行将第三数据存储在所选择的存储器管芯中的操作的命令。此时,根据第三写入命令PGM_C对应于第一写入命令PGM_A和第二写入命令PGM_B之中的哪个写入命令,可将第三写入命令PGM_C认为是图5的第一命令或第二命令。
也就是说,当根据被分析为第一命令的第一写入命令PGM_A的效果来计算第三写入命令PGM_C的功率时,控制器130可在假设第三写入命令PGM_C是第二命令的情况下来识别第三写入命令PGM_C中包括的子操作。另外,当根据被分析为第二命令的第二写入命令PGM_B的效果来计算第三写入命令PGM_C的功率时,控制器130可在假设第三写入命令PGM_C是第一命令的情况下来识别第三写入命令PGM_C中包括的子操作。
具体地,可假设控制器130响应于第一写入命令PGM_A而在时间点M开始写入操作,响应于第二写入命令PGM_B而在时间点O开始写入操作,并且响应于第三写入命令PGM_C而在时间点Q开始写入操作。也就是说,控制器130可将第一写入命令PGM_A传送到所选择的存储器管芯,然后将第二写入命令PGM_B传送到所选择的存储器管芯,然后将第三写入命令PGM_C传送到所选择的存储器管芯。
第一写入命令PGM_A可包括第一操作1ST_OP和第三操作3RD_OP,在第一操作1ST_OP中,控制器130将第一数据传送到所选择的存储器管芯,并且在第三操作3RD_OP中,所选择的存储器管芯将第一数据物理地存储在所选择的存储器管芯中。因此,控制器130可分析第一写入命令PGM_A,并且识别第一操作1ST_OP和第三操作3RD_OP。
控制器130可分析第一写入命令PGM_A,并且确定第一操作1ST_OP和第三操作3RD_OP需要以它们的操作区段不彼此重叠的方式来顺序地执行。此时,控制器130可确定将在第一区段1ST_SECT中,即在时间点M与N之间的区段中执行第一写入命令PGM_A的第一操作1ST_OP。而且,控制器130可预测将在第一区段1ST_SECT之后的第二区段2ND_SECT中,即在时间点N与R之间的区段中执行第一写入命令PGM_A的第三操作3RD_OP。
第二写入命令PGM_B可包括第二操作2ND_OP和第四操作4TH_OP,在第二操作2ND_OP中,控制器130将第二数据传送到所选择的存储器管芯,并且在第四操作4TH_OP中,所选择的存储器管芯将第二数据物理地存储在所选择的存储器管芯中。控制器130可分析第二写入命令PGM_B,并且识别第二操作2ND_OP和第四操作4TH_OP。
控制器130可分析第二写入命令PGM_B,并且确定第二操作2ND_OP和第四操作4TH_OP需要以它们的操作区段不彼此重叠的方式来顺序地执行。此外,控制器130可确定需要在第一操作1ST_OP的结束点之后,在不与第一操作1ST_OP重叠时执行第二操作2ND_OP。而且,控制器130可确定可在第一操作1ST_OP的结束点之后,在与第三操作3RD_OP重叠时执行第二操作2ND_OP。因为第三操作3RD_OP包括在第一写入命令PGM_A中,并且第四操作4TH_OP包括在第二写入命令PGM_B中,即包括在一个存储器管芯中顺序地执行的两个写入命令中,所以控制器130可确定第三操作3RD_OP和第四操作4TH_OP需要以彼此不重叠的方式来执行。因此,控制器130可预测将在与第一区段1ST_SECT之后的第二区段2ND_SECT重叠的第三区段3RD_SECT中,即在时间点O与P之间的区段中执行第二写入命令PGM_B的第二操作2ND_OP。而且,控制器130可预测将在第二区段2ND_SECT和第三区段3RD_SECT之后的第四区段4TH_SECT中,即在时间点R与T之间的区段中执行第二写入命令PGM_B的第四操作4TH_OP。
当控制器130相对于第一写入命令PGM_A来分析第三写入命令PGM_C时,可假设第一写入命令PGM_A是第一命令,并且第三写入命令PGM_C是第二命令。另一方面,当控制器130相对于第二写入命令PGM_B来分析第三写入命令PGM_C时,可假设第二写入命令PGM_B是第二命令,并且第三写入命令PGM_C是第一命令。
具体地,在假设第一操作1ST_OP和第三操作3RD_OP包括在第一写入命令PGM_A中,并且具有类似于第二写入命令PGM_B的第二操作2ND_OP和第四操作4TH_OP的属性的操作包括在第三写入命令PGM_C中的情况下,控制器130可相对于第一写入命令PGM_A来分析第三写入命令PGM_C,然后相应地确定第一写入命令PGM_A与第三写入命令PGM_C之间的操作关系。
在假设第二操作2ND_OP和第四操作4TH_OP包括在第二写入命令PGM_B中,并且具有与第一写入命令PGM_A的第一操作1ST_OP和第三操作3RD_OP相似的属性的操作包括在第三写入命令PGM_C中的情况下,控制器130还可相对于第二写入命令PGM_B来分析第三写入命令PGM_C,然后相应地确定第二写入命令PGM_B与第三写入命令PGM_C之间的操作关系。
对于该确定,第三写入命令PGM_C可被认为包括其中控制器130将第三数据传送到所选择的存储器管芯的、被称为第二操作或第一操作“2ND或1ST_OP”的操作,以及其中所选择的存储器管芯在其中物理地存储第三数据的、被称为第四操作或第三操作“4TH或3RD_OP”的操作。在这种情况下,控制器130可分析第三写入命令PGM_C,并且识别第二或第一操作“2ND或1ST_OP”以及第四或第三操作“4TH或3RD_OP”。此外,控制器130可分析第三写入命令PGM_C,并且确定第二或第一操作“2ND或1ST_OP”以及第四或第三操作“4TH或3RD_OP”需要以它们的操作区段不彼此重叠的方式来顺序地执行。此外,控制器130可确定第二或第一操作“2ND或1ST_OP”需要在第一操作1ST_OP的结束点之后,在不与第一操作1ST_OP重叠时执行。而且,控制器130可检查到第二或第一操作“2ND或1ST_OP”可在第一操作1ST_OP的结束点之后,在与第三操作3RD_OP重叠时执行。因为第三操作3RD_OP包括在第一写入命令PGM_A中,并且第四或第三操作“4TH或3RD_OP”包括在第三写入命令PGM_C中,即包括在一个存储器管芯中顺序地执行的两个写入命令中,所以控制器130可确定第三操作3RD_OP以及第四或第三操作“4TH或3RD_OP”需要以它们的操作区段不彼此重叠的方式来执行。因此,控制器130可预测将在与第一区段1ST_SECT之后的第二区段2ND_SECT重叠的第五区段5TH_SECT中,即在时间点Q与R之间的区段中执行第三写入命令PGM_C的第二或第一操作“2ND或1ST_OP”。而且,控制器130可预测将在第二区段2ND_SECT和第三区段3RD_SECT之后的第六区段6TH_SECT中,即在时间点T与U之间的区段中执行第三写入命令PGM_C的第四或第三操作“4TH或3RD_OP”。
对于下一确定,第三写入命令PGM_C可被认为包括第二或第一操作“2ND或1ST_OP”以及第四或第三操作“4TH或3RD_OP”,在第二或第一操作“2ND或1ST_OP”中,控制器130将第三数据传送到所选择的存储器管芯,并且在第四或第三操作“4TH或3RD_OP”中,所选择的存储器管芯将第三数据物理地存储在所选择的存储器管芯中。在这种情况下,控制器130可分析第三写入命令PGM_C,并且识别第二或第一操作“2ND或1ST_OP”以及第四或第三操作“4TH或3RD_OP”。此外,控制器130可分析第三写入命令PGM_C,并且确定第二或第一操作“2ND或1ST_OP”以及第四或第三操作“4TH或3RD_OP”需要以它们的操作区段不彼此重叠的方式来顺序地执行。控制器130可确定第二或第一操作“2ND或1ST_OP”需要在第二操作2ND_OP的结束点之后,在不与第二操作2ND_OP重叠时执行。而且,控制器130可检查到第二或第一操作“2ND或1ST_OP”可在第二操作2ND_OP的结束点之后,在与第四操作4TH_OP重叠时执行。因为第四操作4TH_OP包括在第二写入命令PGM_B中,并且第四或第三操作“4TH或3RD_OP”包括在第三写入命令PGM_C中,即包括在一个存储器管芯中顺序地执行的两个写入命令中,所以控制器130可确定第四操作4TH_OP以及第四或第三操作“4TH或3RD_OP”需要以它们的操作区段不彼此重叠的方式来执行。因此,控制器130可预测将在与第三区段3RD_SECT之后的第四区段4TH_SECT重叠的第七区段7TH_SECT中,即在时间点R与S之间的区段中执行第三写入命令PGM_C的第二或第一操作“2ND或1ST_OP”。而且,控制器130可预测将在第七区段7TH_SECT和第四区段4TH_SECT之后的第六区段6TH_SECT中,即在时间点T与U之间的区段中执行第三写入命令PGM_C的第四或第三操作“4TH或3RD_OP”。
作为参考,在图7中,控制器130已预测第三写入命令PGM_C的第二或第一操作“2ND或1ST_OP”将在第五区段5TH_SECT中与第一写入命令PGM_A重叠,并且在第七区段7TH_SECT中与第二写入命令PGM_B重叠。也就是说,图7示出了第三写入命令PGM_C的第二或第一操作“2ND或1ST_OP”的操作区段与第一写入命令PGM_A和第二写入命令PGM_B两者的操作区段重叠,但是实施例不限于此。在另一实施例中,第三写入命令PGM_C的第二或第一操作“2ND或1ST_OP”的操作区段可与第一写入命令PGM_A和第二写入命令PGM_B中的任意一个的操作区段重叠。
如上所述,控制器130可识别待被顺序地传送到所选择的存储器管芯的、第一至第三写入命令PGM_A至PGM_C中包括的第一至第六操作1ST_OP、2ND_OP、3RD_OP、4TH_OP、“2ND或1ST_OP”和“4TH或3RD_OP”。此外,控制器130可预测第一至第三写入命令PGM_A至PGM_C中包括的第一至第六操作1ST_OP、2ND_OP、3RD_OP、4TH_OP、“2ND或1ST_OP”和“4TH或3RD_OP”的操作区段,即第一至第七区段1ST_SECT、2ND_SECT、3RD_SECT、4TH_SECT、5TH_SECT、6TH_SECT和7TH_SECT。
因此,控制器130可识别仅执行第一至第三写入命令PGM_A至PGM_C中包括的第一至第六操作1ST_OP、2ND_OP、3RD_OP、4TH_OP、“2ND或1ST_OP”和“4TH或3RD_OP”中的相应一个操作的单操作区段,并且计算单功率P1。此外,控制器130可识别在彼此重叠时执行这些操作中的两个或更多个操作的重叠操作区段,并且计算重叠功率P2。
具体地,因为控制器130已预测将在第一区段1ST_SECT中仅执行第一操作1ST_OP,所以控制器130可通过预测将在该第一区段1ST_SECT中使用对应于第一操作1ST_OP的第一电流100mA来计算第一部分功率PP1。因为控制器130已预测第二区段2ND_SECT具有不与第三区段3RD_SECT和第六区段6TH_SECT重叠的第一部分区段EXSECT1,并且在该第一部分区段EXSECT1中将仅执行第三操作3RD_OP,所以控制器130可通过预测将在该第一部分区段EXSECT1中使用对应于第三操作3RD_OP的第三电流100mA来计算第二部分功率PP2和PP3。因为控制器130已预测第四区段4TH_SECT具有不与第七区段7TH_SECT重叠的第二部分区段EXSECT2,并且在该第二部分区段EXSECT2中将仅执行第四操作4TH_OP,所以控制器130可通过预测将在第二部分区段EXSECT2中使用对应于第四操作4TH_OP的第四电流100mA来计算第三部分功率PP4。此外,因为控制器130已预测在第六区段6TH_SECT中将仅执行第四或第三操作“4TH或3RD_OP”,所以控制器130可通过预测将在第六区段6TH_SECT中使用对应于第四或第三操作“4TH或3RD_OP”的第四或第三电流100mA来计算第四部分功率PP5。
控制器130可通过将第一部分功率PP1、第二部分功率PP2和PP3、第三部分功率PP4和第四部分功率PP5相加,来计算预期在单操作区段中使用的单功率P1。
因为控制器130已预测第三区段3RD_SECT将与第二区段2ND_SECT重叠,并且第二操作2ND_OP和第三操作3RD_OP将在第三区段3RD_SECT中在彼此重叠时执行,所以控制器130可通过对对应于第三操作3RD_OP的第三电流100mA和对应于第二操作2ND_OP的第二电流100mA执行运算来计算第一操作电流200mA,并且通过预测将在第三区段3RD_SECT中使用第一操作电流200mA来计算第五部分功率PP6。控制器130可通过将通过将第二电流100mA乘以第一权重“1”而获得的电流100mA与通过将第三电流100mA乘以第二权重“1”而获得的电流100mA相加来计算第一操作电流200mA。控制器130决定第一权重为“1”并且决定第二权重为“1”的原因在于,因为已假设所选择的存储器管芯是NAND闪速存储器管芯,第二操作2ND_OP包括在第二写入命令PGM_B中,并且第三操作3RD_OP包括在第一写入命令PGM_A中。
因为控制器130已预测第三操作3RD_OP以及第二或第一操作“2ND_或1ST_OP”将在与第三区段3RD_SECT重叠的第五区段5TH_SECT中在彼此重叠时执行,所以控制器130可通过对对应于第三操作3RD_OP的第三电流100mA和对应于第二或第一操作“2ND或1ST_OP”的第二电流100mA执行运算来计算第二操作电流200mA,并且通过预测将在第五区段5TH_SECT中使用第二操作电流200mA来计算第六部分功率PP7。控制器130可通过将通过将第三电流100mA乘以第三权重“1”而获得的电流100mA与通过将第二电流100mA乘以第四权重“1”而获得的电流100mA相加来计算第二操作电流200mA。控制器130决定第三权重为“1”并且决定第四权重为“1”的原因在于,假设所选择的存储器管芯是NAND闪速存储器管芯,第三操作3RD_OP包括在第一写入命令PGM_A中,并且第二或第一操作“2ND或1ST_OP”包括在第三写入命令PGM_C中。
因为控制器130已预测第四操作4TH_OP以及第二或第一操作“2ND或1ST_OP”将在与第四区段4TH_SECT重叠的第七区段7TH_SECT中在彼此重叠时执行,所以控制器130可通过对对应于第四操作4TH_OP的第四电流100mA和对应于第二或第一操作“2ND或1ST_OP”的第一电流100mA执行运算来计算第三操作电流200mA,并且通过预测将在第七区段7TH_SECT中使用第三操作电流200mA来计算第七部分功率PP8。控制器130可通过将通过将第四电流100mA乘以第五权重“1”而获得的电流100mA和通过将第一电流100mA乘以第六权重“1”而获得的电流100mA相加来计算第三操作电流200mA。控制器130决定第五权重为“1”并且决定第六权重为“1”的原因在于,假设所选择的存储器管芯是NAND闪速存储器管芯,第四操作4TH_OP包括在第二写入命令PGM_B中,并且第二或第一操作“2ND或1ST_OP”包括在第三写入命令PGM_C中。
控制器130可通过将第五部分功率PP6、第六部分功率PP7和第七部分功率PP8相加,来计算预期在重叠操作区段中使用的重叠功率P2。
控制器130可通过将单功率P1和重叠功率P2相加,来计算为了在所选择的存储器管芯中执行第一写入命令PGM_A至第三写入命令PGM_C而预期使用的总功率TOTAL_PW。
图8是用于描述控制器对多个顺序命令的第四操作的示图。
图8示出以下操作:当与参照图6所述的将第一读取命令RD_A和第二读取命令RD_B顺序传送到所选择的存储器管芯的情况相比,将更多的读取命令传送到控制器130的操作时,即当将第一读取命令RD_A和第二读取命令RD_B、第三读取命令RD_C以及第四读取命令RD_D顺序地传送到所选择的存储器管芯时,如参照图1至图4所述,控制器130计算单功率P1、重叠功率P2、峰值功率和总功率TOTAL_PW。
如在图6的示例中一样,在图8的示例中,第一命令是用于从所选择的存储器管芯中读取第三数据的第一读取命令RD_A,并且第二命令是用于从所选择的存储器管芯中读取第四数据的第二读取命令RD_B。
在图8的示例中,第三读取命令RD_C是用于执行从所选择的存储器管芯中读取第五数据的操作的命令,并且第四读取命令RD_D是用于执行从所选择的存储器管芯中读取第六数据的操作的命令。此时,可根据将第三读取命令RD_C分析为第一读取命令RD_A和第二读取命令RD_B之中的哪个读取命令,来将第三读取命令RD_C认为是第一命令和第二命令中的任意一个。此外,可根据将第四读取命令RD_D分析为第一读取命令RD_A至第三读取命令RD_C之中的哪个读取命令,来将第四读取命令RD_D认为是第一命令和第二命令中的任意一个。
也就是说,当响应于第一读取命令RD_A为第一命令,来计算第三读取命令RD_C和第四读取命令RD_D的功率时,控制器130可在假设第三读取命令RD_C和第四读取命令RD_D中的每一个都是第二命令的情况下识别第三读取命令RD_C和第四读取命令RD_D中包括的子操作。此外,当响应于第二读取命令RD_B为第二命令来计算第三读取命令RD_C和第四读取命令RD_D的功率时,控制器130可在假设第三读取命令RD_C和第四读取命令RD_D中的每一个都是第一命令的情况下识别第三读取命令RD_C和第四读取命令RD_D中包括的子操作。此外,当响应于第三读取命令RD_C为第一命令来计算第四读取命令RD_D的功率时,控制器130可在假设第四读取命令RD_D是第二命令的情况下识别第四读取命令RD_D中包括的子操作。而且,当响应于第三读取命令RD_C为第二命令来计算第四读取命令RD_D的功率时,控制器130可在假设第四读取命令RD_D是第一命令的情况下识别第四读取命令RD_D中包括的子操作。
具体地,可假设控制器130响应于第一读取命令RD_A而在时间点V开始读取操作,响应于第二读取命令RD_B而在时间点W开始读取操作,响应于第三读取命令RD_C而在时间点X开始读取操作,并且响应于第四读取命令RD_D而在时间点Y开始读取操作。换言之,控制器130可将第一读取命令RD_A传送到所选择的存储器管芯,然后将第二读取命令RD_B传送到所选择的存储器管芯,然后将第三读取命令RD_C传送到所选择的存储器管芯,然后将第四读取命令RD_D传送到所选择的存储器管芯。
第一读取命令RD_A可包括第三操作3RD_OP和第一操作1ST_OP,在第三操作3RD_OP中,所选择的存储器管芯物理地读取其中的第三数据,并且在第一操作1ST_OP中,所选择的存储器管芯将第三数据传送到控制器130。因此,控制器130可分析第一读取命令RD_A,并且识别第一操作1ST_OP和第三操作3RD_OP。
控制器130可分析第一读取命令RD_A,并且确定第三操作3RD_OP和第一操作1ST_OP需要以它们的操作区段不彼此重叠的方式来顺序地执行。此时,控制器130可预测将在第八区段8TH_SECT期间,即在时间点V与Z之间的区段期间执行第一读取命令RD_A的第三操作3RD_OP。此外,控制器130可预测将在第八区段8TH_SECT之后的第九区段9TH_SECT期间,即在时间点Z与AC之间的区段期间执行第一读取命令RD_A的第一操作1ST_OP。
第二读取命令RD_B可包括第四操作4TH_OP和第二操作2ND_OP,在第四操作4TH_OP中,所选择的存储器管芯物理地读取其中的第四数据,并且在第二操作2ND_OP中,所选择的存储器管芯将第四数据传送到控制器130。因此,控制器130可分析第二读取命令RD_B,并且识别第二操作2ND_OP和第四操作4TH_OP。
控制器130可确定第二读取命令RD_B,并且检查到第四操作4TH_OP和第二操作2ND_OP需要以它们的操作区段不彼此重叠的方式来顺序地执行。因为第三操作3RD_OP和第四操作4TH_OP包括在第一读取命令RD_A和第二读取命令RD_B中,即包括在一个存储器管芯中顺序执行的两个读取命令中,所以控制器130可确定第三操作3RD_OP和第四操作4TH_OP可在彼此重叠时执行。因此,控制器130可确定可在第三操作3RD_OP的开始点之后,在第四操作4TH_OP的操作区段与第三操作3RD_OP的操作区段重叠时执行第四操作4TH_OP。而且,控制器130可确定可在第四操作4TH_OP的操作区段与在第三操作3RD_OP的结束点之后开始的第一操作1ST_OP的操作区段重叠时执行第四操作4TH_OP。也就是说,控制器130可确定可在第四操作4TH_OP的操作区段与第三操作3RD_OP和第一操作1ST_OP中的至少一个的操作区段重叠时执行第四操作4TH_OP。此外,控制器130可确定第二操作2ND_OP需要在第一操作1ST_OP的结束点之后,以第二操作2ND_OP的操作区段不与第一操作1ST_OP的操作区段重叠的方式来执行。因此,控制器130可预测将在与第八区段8TH_SECT和第九区段9TH_SECT中的至少一个重叠的第十区段10TH_SECT期间,即在时间点W与AA之间的区段期间执行第二读取命令RD_B的第四操作4TH_OP。作为参考,图8示出第十区段10TH_SECT与第八区段8TH_SECT和第九区段9TH_SECT两者重叠,但是实施例不限于此。在另一实施例中,第十区段10TH_SECT可仅与第八区段8TH_SECT和第九区段9TH_SECT中的任意一个重叠。控制器130可预测将在第九区段9TH_SECT和第十区段10TH_SECT之后的第十一区段11TH_SECT期间,即在时间点AC与AE之间的区段期间执行第二读取命令RD_B的第二操作2ND_OP。
当控制器130相对于第一读取命令RD_A来分析第三读取命令RD_C时,可假设第一读取命令RD_A是第一命令,并且第三读取命令RD_C是第二命令。而且,当控制器130相对于第二读取命令RD_B来分析第三读取命令RD_C时,该控制器130可假设第二读取命令RD_B是第二命令并且第三读取命令RD_C是第一命令。
具体地,在假设第一操作1ST_OP和第三操作3RD_OP包括在第一读取命令RD_A中并且具有与第二读取命令RD_B的第二操作2ND_OP和第四操作4TH_OP相似的属性的操作包括在第三读取命令RD_C中的情况下,控制器130可相对于第一读取命令RD_A来分析第三读取命令RD_C,然后相应地定义第一读取命令RD_A与第三读取命令RD_C之间的操作关系。
在此示例中,第三读取命令RD_C可包括第四或第三操作“4TH或3RD_OP”以及第二或第一操作“2ND或1ST_OP”,在第四或第三操作“4TH或3RD_OP”中,所选择的存储器管芯物理地读取其中的第五数据,并且在第二或第一操作“2ND或1ST_OP”中,所选择的存储器管芯将第五数据传送到控制器130。因此,控制器130可分析第三读取命令RD_C,并且识别第二或第一操作“2ND或1ST_OP”以及第四或第三操作“4TH或3RD_OP”。此外,控制器130可分析第三读取命令RD_C,并且确定第四或第三操作“4TH或3RD_OP”和第二或第一操作“2ND或1ST_OP”需要以它们的操作区段不彼此重叠的方式来顺序地执行。因为第三操作3RD_OP以及第四或第三操作“4TH或3RD_OP”分别包括在第一读取命令RD_A和第三读取命令RD_C中,即包括在一个存储器管芯中顺序执行的两个读取命令中,所以控制器130可确定第三操作3RD_OP以及第四或第三操作“4TH或3RD_OP”可在彼此重叠时执行。因此,控制器130可确定可在第三操作3RD_OP的开始点之后,在第四或第三操作“4TH或3RD_OP”的操作区段与第三操作3RD_OP的操作区段重叠时执行第四或第三操作“4TH或3RD_OP”。而且,控制器130可确定可在第四或第三操作“4TH或3RD_OP”的操作区段与在第三操作3RD_OP的结束点之后开始的第一操作1ST_OP的操作区段重叠时执行第四或第三操作“4TH或3RD_OP”。也就是说,控制器130可确定第四或第三操作“4TH或3RD_OP”可在第四或第三操作“4TH或3RD_OP”的操作区段与第三操作3RD_OP和第一操作1ST_OP中的至少一个的操作区段重叠时执行。此外,控制器130可确定第二或第一操作“2ND或1ST_OP”需要在第一操作1ST_OP的结束点之后,以第二或第一操作“2ND或1ST_OP”的操作区段不与第一操作1ST_OP的操作区段重叠的方式来执行。因此,控制器130可预测将在与第八区段8TH_SECT和第九区段9TH_SECT中的至少一个重叠的第十二区段12TH_SECT期间,即在时间点X与AB之间的区段期间执行第三读取命令RD_C的第四或第三操作“4TH或3RD_OP”。作为参考,图8示出第十二区段12TH_SECT与第八区段8TH_SECT和第九区段9TH_SECT两者重叠,但是这仅仅是实施例。在另一实施例中,第十二区段12TH_SECT可仅与第八区段8TH_SECT和第九区段9TH_SECT中的任意一个重叠。控制器130可预测将在第九区段9TH_SECT和第十二区段12TH_SECT之后的第十三区段13TH_SECT期间,即在时间点AE与AF之间的区段期间执行第三读取命令RD_C的第二或第一操作“2ND或1ST_OP”。
然后,控制器130可确定第二读取命令RD_B与第三读取命令RD_C之间的操作关系。
因为第四操作4TH_OP以及第四或第三操作“4TH或3RD_OP”分别包括在第二读取命令RD_B和第三读取命令RD_C中,即包括在一个存储器管芯中顺序执行的两个读取命令中,所以控制器130可确定第四操作4TH_OP以及第四或第三操作“4TH或3RD_OP”可在彼此重叠时执行。因此,控制器130可确定可在第四操作4TH_OP的开始点之后,在第四或第三操作“4TH或3RD_OP”的操作区段与第四操作4TH_OP的操作区段重叠时执行第四或第三操作“4TH或3RD_OP”。此外,控制器130可确定可在第四或第三操作“4TH或3RD_OP”的操作区段与在第四操作4TH_OP的结束点之后开始的第二操作2ND_OP的操作区段重叠时执行第四或第三操作“4TH或3RD_OP”。也就是说,控制器130可确定第四或第三操作“4TH或3RD_OP”可在第四或第三操作“4TH或3RD_OP”的操作区段与第四操作4TH_OP和第二操作2ND_OP中的至少一个的操作区段重叠时执行。而且,控制器130可确定第二或第一操作“2ND或1ST_OP”需要在第二操作2ND_OP的结束点之后,在第二或第一操作“2ND或1ST_OP”的操作区段不与第二操作2ND_OP的操作区段重叠时执行。因此,控制器130可预测将在与第十区段10TH_SECT和第十一区段11TH_SECT中的至少一个重叠的第十二区段12TH_SECT期间,即在时间点X与AB之间的区段期间执行第三读取命令RD_C的第四或第三操作“4TH或3RD_OP”。作为参考,图8示出第十二区段12TH_SECT与第十区段10TH_SECT重叠,但是不与第十一区段11TH_SECT重叠,但是这仅仅是实施例。在另一实施例中,第十二区段12TH_SECT可与第十区段10TH_SECT和第十一区段11TH_SECT两者重叠。控制器130可预测将在第十区段10TH_SECT和第十二区段12TH_SECT之后的第十三区段13TH_SECT期间,即在时间点AE与AF之间的区段期间执行第三读取命令RD_C的第二或第一操作“2ND或1ST_OP”。
当控制器130相对于第一读取命令RD_A来分析第四读取命令RD_D时,可假设第一读取命令RD_A是第一命令,并且第四读取命令RD_D是第二命令。当控制器130相对于第二读取命令RD_B来分析第四读取命令RD_D时,可假设第二读取命令RD_B是第二命令,并且第四读取命令RD_D是第一命令。当控制器130相对于第三读取命令RD_C来分析第四读取命令RD_D时,可假设第三读取命令RD_C是第一命令,第四读取命令RD_D是第二命令,或者第三读取命令RD_C是第二命令,第四读取命令RD_D是第一命令。
具体地,在假设第一操作1ST_OP和第三操作3RD_OP包括在第一读取命令RD_A中并且类似于第二读取命令RD_B的第二操作2ND_OP和第四操作4TH_OP的操作包括在第四读取命令RD_D中的情况下,控制器130可相对于第一读取命令RD_A来分析第四读取命令RD_D,然后定义第一读取命令RD_A与第四读取命令RD_D之间的操作关系。
第四读取命令RD_D可包括第三或第四操作“3RD或4TH_OP”以及第一或第二操作“1ST或2ND_OP”,在第三或第四操作“3RD或4TH_OP”中,所选择的存储器管芯物理读取其中的第六数据,并且在第一或第二操作“1ST或2ND_OP”中,所选择的存储器管芯将第六数据传送到控制器130。因此,控制器130可分析第四读取命令RD_D,并且识别第一或第二操作“1ST或2ND_OP”以及第三或第四操作“3RD或4TH_OP”。此外,控制器130可分析第四读取命令RD_D,并且确定第三或第四操作“3RD或4TH_OP”以及第一或第二操作“1ST或2ND_OP”需要在它们的操作区段不彼此重叠时来顺序地执行。因为第三操作3RD_OP以及第三或第四操作“3RD或4TH_OP”分别包括在第一读取命令RD_A和第四读取命令RD_D中,即包括在一个存储器管芯中顺序执行的两个读取命令中,所以控制器130可确定第三操作3RD_OP以及第三或第四操作“3RD或4TH_OP”可在彼此重叠时执行。因此,控制器130可确定可在第三操作3RD_OP的开始点之后,在第三或第四操作“3RD或4TH_OP”的操作区段与第三操作3RD_OP的操作区段重叠时执行第三或第四操作“3RD或4TH_OP”。此外,控制器130可确定可在第三或第四操作“3RD或4TH_OP”的操作区段与在第三操作3RD_OP的结束点之后开始的第一操作1ST_OP的操作区段重叠时执行第三或第四操作“3RD或4TH_OP”。也就是说,控制器130可确定可在第三或第四操作“3RD或4TH_OP”的操作区段与第三操作3RD_OP和第一操作1ST_OP中的至少一个的操作区段重叠时执行第三或第四操作“3RD或4TH_OP”。此外,控制器130可确定第一或第二操作“1ST或2ND_OP”需要在第一操作1ST_OP的结束点之后,在第一或第二操作“1ST或2ND_OP”的操作区段不与第一操作1ST_OP的操作区段重叠时执行。因此,控制器130可预测将在与第八区段8TH_SECT和第九区段9TH_SECT中的至少一个重叠的第十四区段14TH_SECT期间,即在时间点Y与AD之间的区段期间执行第四读取命令RD_D的第三或第四操作“3RD或4TH_OP”。作为参考,图8示出第十四区段14TH_SECT与第八区段8TH_SECT和第九区段9TH_SECT两者重叠,但是这仅仅是实施例。在另一实施例中,第十四区段14TH_SECT可仅与第八区段8TH_SECT和第九区段9TH_SECT中的任意一个重叠。控制器130可预测将在第九区段9TH_SECT和第十四区段14TH_SECT之后的第十五区段15TH_SECT期间,即在时间点AF与AJ之间的区段期间执行第四读取命令RD_D的第一或第二操作“1ST或2ND_OP”。
然后,控制器130可确定第二读取命令RD_B和第四读取命令RD_D之间的操作关系。
因为第四操作4TH_OP以及第三或第四操作“3RD或4TH_OP”分别包括在第二读取命令RD_B和第四读取命令RD_D中,即包括在一个存储器管芯中顺序执行的两个读取命令中,所以控制器130可确定第四操作4TH_OP以及第三或第四操作“3RD或4TH_OP”可在彼此重叠时执行。控制器130可确定可在第四操作4TH_OP的开始点之后,在第三或第四操作“3RD或4TH_OP”的操作区段与第四操作4TH_OP的操作区段重叠时执行第三或第四操作“3RD或4TH_OP”。而且,控制器130可确定可在第三或第四操作“3RD或4TH_OP”的操作区段与在第四操作4TH_OP的结束点之后开始的第二操作2ND_OP的操作区段重叠时执行第三或第四操作“3RD或4TH_OP”。也就是说,控制器130可确定可在第三或第四操作“3RD或4TH_OP”的操作区段与第四操作4TH_OP和第二操作2ND_OP中的至少一个的操作区段重叠时执行第三或第四操作“3RD或4TH_OP”。控制器130可确定第一或第二操作“1ST或2ND_OP”需要在第二操作2ND_OP的结束点之后,以第一或第二操作“1ST或2ND_OP”的操作区段不与第二操作2ND_OP的操作区段重叠的方式来执行。因此,控制器130可预测将在与第十区段10TH_SECT和第十一区段11TH_SECT中的至少一个重叠的第十四区段14TH_SECT期间,即在时间点Y与AD之间的区段期间执行第四读取命令RD_D的第三或第四操作“3RD或4TH_OP”。作为参考,图8示出第十四区段14TH_SECT与第十区段10TH_SECT和第十一区段11TH_SECT两者重叠,但是这仅仅是实施例。在另一实施例中,第十四区段14TH_SECT可仅与第十区段10TH_SECT和第十一区段11TH_SECT中的任意一个重叠。控制器130可预测将在第十一区段11TH_SECT和第十四区段14TH_SECT之后的第十五区段15TH_SECT期间,即在时间点AF与AJ之间的区段期间执行第四读取命令RD_D的第一或第二操作“1ST或2ND_OP”。
当控制器130相对于第三读取命令RD_C来分析第四读取命令RD_D时,可假设当第三读取命令RD_C是第一命令时,第四读取命令RD_D是第二命令。这类似于响应于第一读取命令RD_A为第一命令而假设第四读取命令RD_D是第二命令。因此,控制器130可以以与相对于第一读取命令RD_A来分析第四读取命令RD_D的操作基本相似的方式,来相对于第三读取命令RD_C而分析第四读取命令RD_D。因此,本文将省略对其的详细描述。
类似地,当控制器130相对于第三读取命令RD_C来分析第四读取命令RD_D时,可假设当第三读取命令RD_C是第二命令时,第四读取命令RD_D是第一命令。这类似于响应于第二读取命令RD_B为第二命令而假设第四读取命令RD_D是第一命令。因此,控制器130可以以与相对于第二读取命令RD_B来分析第四读取命令RD_D的操作基本相似的方式,来相对于第三读取命令RD_C而分析第四读取命令RD_D。因此,本文将省略对其的详细描述。
如上所述,控制器130可识别待被顺序地传送到所选择的存储器管芯的、第一读取命令RD_A至第四读取命令RD_D中包括的八个操作(操作1ST_OP、2ND_OP、3RD_OP、4TH_OP、“4TH或3RD_OP”、“2ND或1ST_OP”、“3RD或4TH_OP”以及“1ST或2ND_OP”)。此外,控制器130可预测第一读取命令RD_A至第四读取命令RD_D中包括的操作操作1ST_OP、2ND_OP、3RD_OP、4TH_OP、“4TH或3RD_OP”、“2ND或1ST_OP”、“3RD或4TH_OP”以及“1ST或2ND_OP”的操作区段,即第八至第十五区段8TH_SECT、9TH_SECT、10TH_SECT、11TH_SECT、12TH_SECT、13TH_SECT、14TH_SECT和15TH_SECT。
因此,控制器130可识别仅执行第一读取命令RD_A至第四读取命令RD_D中包括的操作1ST_OP、2ND_OP、3RD_OP、4TH_OP、“4TH或3RD_OP”、“2ND或1ST_OP”、“3RD或4TH_OP”以及“1ST或2ND_OP”中的任意一个操作的单操作区段,并且计算单功率P1。此外,控制器130可识别在彼此重叠时执行这些操作中的两个或更多个操作的重叠操作区段,并且计算重叠功率P2。
具体地,因为控制器130已预测第八区段8TH_SECT具有不与第十区段10TH_SECT、第十二区段12TH_SECT和第十四区段14TH_SECT重叠的第一部分区段EXSECT1,并且在第一部分区段EXSECT1中将仅执行第三操作3RD_OP,所以控制器130可通过预测将在第一部分区段EXSECT1中使用对应于第三操作3RD_OP的第三电流100mA来计算第八部分功率PP9。此外,因为控制器130已预测第十一区段11TH_SECT具有不与第十二区段12TH_SECT和第十四区段14TH_SECT重叠的第二部分区段EXSECT2,并且在第二部分区段EXSECT2中将独立地执行第二操作2ND_OP,所以控制器130可通过预测将在第二部分区段EXSECT2中使用对应于第二操作2ND_OP的第二电流100mA来计算第九部分功率PP10。此外,因为控制器130已预测在第十三区段13TH_SECT中将仅执行第二或第一操作“2ND或1ST_OP”,所以控制器130可通过预测将在第十三区段13TH_SECT中使用对应于第二或第一操作“2ND或1ST_OP”的第二或第一电流100mA来计算第十部分功率PP11。此外,因为控制器130已预测在第十五区段15TH_SECT中将仅执行第一或第二操作“1ST或2ND_OP”,所以控制器130可通过预测将在第十五区段15TH_SECT中使用对应于第一或第二操作“1ST或2ND_OP”的第一或第二电流100mA来计算第十一部分功率PP12。控制器130可通过将第八部分功率PP9、第九部分功率PP10、第十部分功率PP11和第十一部分功率PP12相加,来计算预期在单操作区段中使用的单功率P1。
因为控制器130已预测第三操作3RD_OP和第四操作4TH_OP将在与第八区段18TH_SECT重叠,但不与第十二区段12TH_SECT和第十四区段14TH_SECT重叠的第十区段10TH_SECT中在彼此重叠时执行,即在第十区段10TH_SECT的一部分10TH_SECT_A中执行,所以控制器130可通过对对应于第三操作3RD_OP的第三电流100mA和对应于第四操作4TH_OP的第四电流100mA执行运算来计算第四操作电流150mA,并且通过预测将在第十区段10TH_SECT的一部分10TH_SECT_A中使用第四操作电流150mA来计算第十二部分功率PP13。控制器130可通过将通过将第三电流100mA乘以第七权重“1”而获得的电流100mA与通过将第四电流100mA乘以第八权重“0.5”而获得的电流50mA相加来计算第四操作电流150mA。控制器130决定第七权重为“1”并且决定第八权重为“0.5”的原因在于,因为已假设所选择的存储器管芯是NAND闪速存储器管芯,第四操作4TH_OP包括在第二读取命令RD_B中,并且第三操作3RD_OP包括在第一读取命令RD_A中。
因为控制器130已预测第三操作3RD_OP和第四操作4TH_OP以及第四或第三操作“4TH或3RD_OP”将在与第八区段8TH_SECT和第十区段10TH_SECT重叠,但不与第十四区段14TH_SECT重叠的第十二区段12TH_SECT中在彼此重叠时执行,即在第十二区段12TH_SECT的一部分12TH_SECT_A中执行,所以控制器130可通过对对应于第三操作3RD_OP的第三电流100mA、对应于第四操作4TH_OP的第四电流100mA以及对应于第四或第三操作“4TH或3RD_OP”的第四或第三电流100mA执行运算来计算第五操作电流200mA,并且通过预测将在第十二区段12TH_SECT的一部分12TH_SECT_A中使用第五操作电流200mA来计算第十三部分功率PP14。此时,控制器130可通过将通过将第三电流100mA乘以第九权重“1”而获得的电流100mA、通过将第四电流100mA乘以第十权重“0.5”而获得的电流50mA以及通过将第四或第三电流100mA乘以第十一权重“0.5”而获得的电流50mA相加,来计算第五操作电流200mA。控制器130决定第九权重为“1”、决定第十权重为“0.5”并且决定第十一权重为“0.5”的原因在于,因为已假设所选择的存储器管芯是NAND闪速存储器管芯,第四或第三操作“4TH或3RD_OP”包括在第三读取命令RD_C中,第四操作4TH_OP包括在第二读取命令RD_B中,并且第三操作3RD_OP包括在第一读取命令RD_A中。
因为控制器130已预测第三操作3RD_OP、第四操作4TH_OP、第四或第三操作“4TH或3RD_OP”以及第三或第四操作“3RD或4TH_OP”将在与第八区段8TH_SECT、第十区段10TH_SECT和第十二区段12TH_SECT重叠的第十四区段14TH_SECT中在彼此重叠时执行,即在第十四区段14TH_SECT的一部分14TH_SECT_A中执行,所以控制器130可通过对对应于第三操作3RD_OP的第三电流100mA、对应于第四操作4TH_OP的第四电流100mA、对应于第四或第三操作“4TH或3RD_OP”的第四或第三电流100mA以及对应于第三或第四操作“3RD或4TH_OP”的第三或第四电流100mA执行运算来计算第六操作电流250mA,并且通过预测将在第十四区段14TH_SECT的一部分14TH_SECT_A中使用第六操作电流250mA来计算第十四部分功率PP15。控制器130可通过将通过将第三电流100mA乘以第十二权重“1”而获得的电流100mA、通过将第四电流100mA乘以第十三权重“0.5”而获得的电流50mA、通过将第四或第三电流100mA乘以第十四权重“0.5”而获得的电流50mA以及通过将第三或第四电流100mA乘以第十五权重“0.5”而获得的电流50mA相加来计算第六操作电流250mA。控制器130决定第十二权重为“1”、决定第十三权重为“0.5”、决定第十四权重为“0.5”并且决定第十五权重为“0.5”的原因在于,因为已假设所选择的存储器管芯是NAND闪速存储器管芯,第三或第四操作“3RD或4TH_OP”包括在第四读取命令RD_D中,第四或第三操作“4TH或3RD_OP”包括在第三读取命令RD_C中,第四操作4TH_OP包括在第二读取命令RD_B中,并且第三操作3RD_OP包括在第一读取命令RD_A中。
因为控制器130已预测第一操作1ST_OP、第四操作4TH_OP、第四或第三操作“4TH或3RD_OP”以及第三或第四操作“3RD或4TH_OP”将在与第九区段9TH_SECT、第十二区段12TH_SECT和第十四区段14TH_SECT重叠的第十区段10TH_SECT中在彼此重叠时执行,即在第十区段10TH_SECT的另一部分10TH_SECT_B中执行,所以控制器130可通过对对应于第一操作1ST_OP的第一电流100mA、对应于第四操作4TH_OP的第四电流100mA、对应于第四或第三操作“4TH或3RD_OP”的第四或第三电流100mA以及对应于第三或第四操作“3RD或4TH_OP”的第三或第四电流100mA进行运算来计算第七操作电流250mA,并且通过预测将在第十区段10TH_SECT的一部分10TH_SECT_B中使用第七操作电流250mA来计算第十五部分功率PP16。控制器130可通过将通过将第一电流100mA乘以第十六权重“1”而获得的电流100mA、通过第四电流100mA乘以第十七权重“0.5”而获得的电流50mA、通过将第四或第三电流100mA乘以第十八权重“0.5”而获得的电流50mA以及通过将第三或第四电流100mA乘以第十九权重“0.5”而获得的电流50mA相加来计算第七操作电流250mA。控制器130决定第十六权重为“1”、决定第十七权重为“0.5”、决定第十八权重为“0.5”并且决定第十九权重为“0.5”的原因在于,因为已假设所选择的存储器管芯是NAND闪速存储器管芯,第三或第四操作“3RD或4TH_OP”包括在第四读取命令RD_D中,第四或第三操作“4TH或3RD_OP”包括在第三读取命令RD_C中,第四操作4TH_OP被包括在第二读取命令RD_B中,并且第一操作1ST_OP包括在第一读取命令RD_A中。
因为控制器130已预测第一操作1ST_OP、第四或第三操作“4TH或3RD_OP”以及第三或第四操作“3RD或4TH_OP”将在与第九区段9TH_SECT和第十四区段14TH_SECT重叠的第十二区段12TH_SECT中在彼此重叠时执行,即在第十二区段12TH_SECT的另一部分12TH_SECT_B中执行,所以控制器130可通过对对应于第一操作1ST_OP的第一电流100mA、对应于第四或第三操作“4TH或3RD_OP”的第四或第三电流100mA以及对应于第三或第四操作“3RD或4TH_OP”的第三或第四电流100mA执行运算来计算第八操作电流200mA,并且通过预测将在第十二区段12TH_SECT的一部分12TH_SECT_B中使用第八操作电流200mA来计算第十六部分功率PP17。控制器130可通过将通过将第一电流100mA乘以第二十权重“1”而获得的电流100mA、通过将第四或第三电流100mA乘以第二十一权重“0.5”而获得的电流50mA以及通过将第三或第四电流100mA乘以第二十二权重“0.5”而获得的电流50mA相加来获得第八操作电流200mA。控制器130决定第二十权重为“1”、决定第二十一权重为“0.5”并且决定第二十二权重为“0.5”的原因在于,因为已假设所选择的存储器管芯是NAND闪速存储器管芯,第三或第四操作“3RD或4TH_OP”包括在第四读取命令RD_D中,第四或第三操作“4TH或3RD_OP”包括在第三读取命令RD_C中,并且第一操作1ST_OP包括在第一读取命令RD_A中。
因为控制器130已预测第一操作1ST_OP以及第三或第四操作“3RD或4TH_OP”将在与第九区段9TH_SECT重叠的第十四区段14TH_SECT中在彼此重叠时执行,即在第十四区段14TH_SECT的另一部分14TH_SECT_B中执行,所以控制器130可通过对对应于第一操作1ST_OP的第一电流100mA和对应于第三或第四操作“3RD或4TH_OP”的第三或第四电流100mA执行运算来计算第九操作电流150mA,并且通过预测将在第十四区段14TH_SECT的一部分14TH_SECT_B中使用第九操作电流150mA来计算第十七部分功率PP18。控制器130可通过将通过将第一电流100mA乘以第二十三权重“1”而获得的电流100mA与通过将第三或第四电流100mA乘以第二十四权重“0.5”而获得的电流50mA相加来计算第九操作电流150mA。控制器130决定第二十三权重为“1”并且决定第二十四权重为“0.5”的原因在于,因为已假设所选择的存储器管芯是NAND闪速存储器管芯,第三或第四操作“3RD或4TH_OP”包括在第四读取命令RD_D中,并且第一操作1ST_OP包括在第一读取命令RD_A中。
因为控制器130已预测第二操作2ND_OP以及第三或第四操作“3RD或4TH_OP”将在与第十一区段11TH_SECT重叠的第十四区段14TH_SECT中在彼此重叠时执行,即在第十四区段14TH_SECT的另一部分14TH_SECT_C中执行,所以控制器130可通过对对应于第二操作2ND_OP的第二电流100mA和对应于第三或第四操作“3RD或4TH_OP”的第三或第四电流100mA执行运算来计算第十操作电流150mA,并且通过预测将在第十四区段14TH_SECT的一部分14TH_SECT_C中使用第十操作电流150mA来计算第十八部分功率PP19。控制器130可通过将通过将第二电流100mA乘以第二十五权重“1”而获得的电流100mA和通过将第三或第四电流100mA乘以第二十六权重“0.5”而获得的电流50mA相加来计算第十操作电流150mA。控制器130决定第二十五权重为“1”并且决定第二十六权重为“0.5”的原因在于,因为已假设所选择的存储器管芯是NAND闪速存储器管芯,第三或第四操作“3RD或4TH_OP”包括在第四读取命令RD_D中,并且第二操作2ND_OP包括在第二读取命令RD_B中。
控制器130可通过将第十二部分功率PP13、第十三部分功率PP14、第十四部分功率PP15、第十五部分功率PP16、第十六部分功率PP17、第十七部分功率PP18和第十八部分功率PP19相加,来计算预期在重叠操作区段中使用的重叠功率P2。
控制器130可通过将单功率P1和重叠功率P2相加,来计算为了在所选择的存储器管芯中执行第一读取命令RD_A至第四读取命令RD_D而预期使用的总功率TOTAL_PW。
图9示出根据实施例的控制器130对具有根据最大峰值功率而调整的时间的多个顺序命令的第五操作。
图9示出在控制器130调整图8的第一读取命令RD_A至第四读取命令RD_D的操作的操作时间点以将峰值功率保持在小于或等于对应于200mA的峰值功率限制之后的图8的第一读取命令RD_A至第四读取命令RD_D。
在实施例中,控制器130确定在可执行操作的最早时间开始操作将会导致峰值功率超过峰值功率限制,因此作为响应,替代地评估为在先前开始操作的结束时间的稍后时间开始该操作。例如,在检测到在时间Y开始第四读取命令RD_D中包括的第三或第四操作“3RD或4TH_OP”(“该操作”)(如图8所示)将导致峰值功率超过峰值功率限制时,因此作为响应,控制器130将评估在时间Z(当第一读取命令RD_A的第三操作3RD_OP结束时)开始第三或第四操作“3RD或4TH_OP”,这将确定在时间Z开始第三或第四操作“3RD或4TH_OP”将导致在时间Z与AA之间峰值功率超过峰值功率限制。因此,然后将评估在时间AA(当第二读取命令RD_B的第四操作4TH_OP结束时)开始第三或第四操作“3RD或4TH_OP”,这将确定在时间AA开始第三或第四操作“3RD或4TH_OP”将不会导致峰值功率超过峰值功率限制。因此,如图9所示,调度第三或第四操作“3RD或4TH_OP”以在时间AA开始。
因此,为了将区段14TH_SECT_A和10TH_SECT_B中的峰值功率保持在指定限制内,将第四读取命令RD_D中包括的第三或第四操作“3RD或4TH_OP”调整为在第二读取命令RD_B中包括的第四操作4TH_OP之后开始(即,在时间AA开始),并且将第四读取命令RD_D中包括的第一或第二操作“1ST或2ND_OP”调整为在第四读取命令RD中包括的第三或第四操作“3RD或4TH_OP”之后发生(即,在时间AJ发生)。因此,第四读取命令RD_D中包括的第三或第四操作“3RD或4TH_OP”在时间AA开始(而不是如图8所示的在时间Y开始),并且在时间AJ结束,并且第四读取命令RD_D中包括的第一或第二操作“1ST或2ND_OP”在时间AJ开始,并且在时间AK结束。
作为如上所述的控制器130调整操作时间点的结果,第十四部分功率PP15和第十五部分功率PP16减少了与减少操作电流50mA相对应的量,第九部分功率PP10和第10部分功率P11增加了与增加操作电流50mA相对应的量,并且在第十六区段16TH_SECT期间发生新的第二十一部分功率PP20,并且新的第二十一部分功率PP20具有对应于操作电流100mA的值。
因此,控制器130可通过将第八部分功率PP9、第十一部分功率PP12和第十九部分功率PP20相加来计算单功率P1,并且通过将第九部分功率PP10、第十部分功率PP11、第十二部分功率PP13、第十三部分功率PP14、第十四部分功率PP15、第十五部分功率PP16、第十六部分功率PP17、第十七部分功率PP18和第十八部分功率PP19相加来计算预期在重叠操作区段中使用的重叠功率P2。
控制器130可通过将单功率P1和重叠功率P2相加来计算为了在所选择的存储器管芯中执行第一读取命令RD_A至第四读取命令RD_D而预期使用的总功率TOTAL_PW。此处,总功率TOTAL_PW可能高于在图8的示例中的总功率TOTAL_PW,但是最大峰值功率较低。
虽然为了说明的目的已经描述各个实施例,但是对于本领域技术人员显而易见的是,在不脱离所附权利要求中限定的本发明的精神和范围的情况下,可以进行各种改变和修改。
Claims (19)
1.一种存储器系统,包括:
存储器装置,包括多个存储器管芯;以及
控制器,执行:
当将第一命令和第二命令顺序传送到所述多个存储器管芯中的任意一个所选择的存储器管芯时,分析所述第一命令和所述第二命令,分析所述第一命令和所述第二命令包括:识别所述第一命令的第一操作和第三操作以及所述第二命令的第二操作和第四操作,其中在所述第一操作和所述第二操作的操作区段彼此重叠时不能执行所述第一操作和所述第二操作,其中在所述第三操作的操作区段与所述第二操作的操作区段重叠时能够执行所述第三操作,并且其中在所述第四操作的操作区段与所述第一操作的操作区段重叠时能够执行所述第四操作,
计算在一个或多个单操作区段中预期使用的单功率,在所述单操作区段中仅执行所述第一操作至所述第四操作中的任意一个相应操作,
计算在一个或多个重叠操作区段中预期使用的重叠功率,在所述重叠操作区段中所述第一操作至所述第四操作中的相应多个操作在彼此重叠时执行,
通过根据所述第一操作至所述第四操作的操作时间点来将所述单功率和所述重叠功率相加,来计算当在所述所选择的存储器管芯中执行所述第一命令和所述第二命令时预期使用的总功率,以及
根据分别在所述一个或多个重叠操作区段中预期使用的功率的最大值来计算峰值功率。
2.根据权利要求1所述的存储器系统,其中所述控制器调整所述第一操作至所述第四操作的操作时间点,使得所述总功率最小化,同时使所述峰值功率保持在小于预定参考值的值。
3.根据权利要求2所述的存储器系统,其中计算所述重叠功率包括:
根据所述第一命令和所述第二命令的类型以及所述所选择的存储器管芯的类型来确定多个预设权重的值,
通过将所述预设权重应用于与在一个所述重叠操作区段中在彼此重叠时执行的两个或更多个操作分别相对应的两个或更多个电流来计算操作电流,以及
通过预测将在所述重叠操作区段中使用的操作电流来计算所述重叠功率。
4.根据权利要求3所述的存储器系统,其中当所述第一命令是用于将第一数据存储在所述所选择的存储器管芯中的第一写入命令,并且所述第二命令是用于将第二数据存储在所述所选择的存储器管芯中的第二写入命令时,所述控制器:
将所述第一数据传送到所述所选择的存储器管芯的操作识别为所述第一操作,并且预测将在第一区段期间执行所述第一操作,
将在所述第一区段之后,所述所选择的存储器管芯物理地将所述第一数据存储在所述所选择的存储器管芯中的操作识别为所述第三操作,并且预测将在第二区段期间执行所述第三操作,
将在所述第一区段之后,将所述第二数据传送到所述所选择的存储器管芯的操作识别为所述第二操作,并且预测将在与所述第二区段重叠的第三区段期间执行所述第二操作,以及
将在所述第二区段和所述第三区段之后,所述所选择的存储器管芯物理地将所述第二数据存储在所述所选择的存储器管芯中的操作识别为所述第四操作,并且预测将在第四区段期间执行所述第四操作。
5.根据权利要求4所述的存储器系统,其中所述控制器通过将第一部分功率、第二部分功率和第三部分功率相加来计算所述单功率,通过预测将在所述第一区段中使用对应于所述第一操作的第一电流而获得所述第一部分功率,通过预测将在所述第二区段的不与所述第三区段重叠的部分中使用对应于所述第三操作的第三电流而获得所述第二部分功率,以及通过预测将在所述第四区段中使用对应于所述第四操作的第四电流而获得所述第三部分功率,
通过对所述第三电流和对应于所述第二操作的第二电流执行运算来计算第一操作电流,并且
通过预测将在所述第三区段中使用所述第一操作电流来计算所述峰值功率。
6.根据权利要求5所述的存储器系统,其中所述控制器通过将通过将所述第二电流乘以第一权重而获得的电流与通过将所述第三电流乘以第二权重而获得的电流相加,来计算所述第一操作电流。
7.根据权利要求3所述的存储器系统,其中当所述第一命令是用于从所述所选择的存储器管芯中读取第三数据的第一读取命令,并且所述第二命令是用于从所述所选择的存储器管芯中读取第四数据的第二读取命令时,所述控制器:
将所述所选择的存储器管芯物理地读取所述所选择的存储器管芯中的所述第三数据的操作识别为所述第三操作,并且预测将在第五区段期间执行所述第三操作,
将在所述第五区段之后,从所述所选择的存储器管芯接收所述第三数据的操作识别为所述第一操作,并且预测将在第六区段期间执行所述第一操作,
将在所述第三操作开始之后,所述所选择的存储器管芯物理地读取所述所选择的存储器管芯中的所述第四数据的操作识别为所述第四操作,并且预测将在第七区段期间执行所述第四操作,所述第七区段与所述第五区段和所述第六区段中的至少一个重叠;以及
将在所述第六区段和所述第七区段之后,从所述所选择的存储器管芯接收所述第四数据的操作识别为所述第二操作,并且预测将在第八区段期间执行所述第二操作。
8.根据权利要求7所述的存储器系统,其中所述控制器通过将第四部分功率、第五部分功率和第六部分功率相加来计算所述单功率,通过预测将在所述第五区段中的不与所述第七区段重叠的部分中使用对应于所述第三操作的第三电流而获得所述第四部分功率,通过预测将在所述第六区段中的不与所述第七区段重叠的部分中使用对应于所述第一操作的第一电流而获得所述第五部分功率,以及通过预测将在所述第八区段中使用对应于所述第二操作的第二电流而获得所述第六部分功率,
通过对所述第三电流和对应于所述第四操作的第四电流执行运算来计算第二操作电流,并且通过对所述第一电流和所述第四电流执行运算来计算第三操作电流,并且
通过预测将在与所述第五区段重叠的所述第七区段中使用所述第二操作电流,并且预测将在与所述第六区段重叠的所述第七区段中使用所述第三操作电流,来计算在所述第七区段中预期使用的峰值功率。
9.根据权利要求8所述的存储器系统,其中所述控制器通过将通过将所述第三电流乘以第三权重而获得的电流与通过将所述第四电流乘以第四权重而获得的电流相加来计算所述第二操作电流,并且通过将通过将所述第一电流乘以第五权重而获得的电流与通过将所述第四电流乘以第六权重而获得的电流相加来计算所述第三操作电流。
10.根据权利要求3所述的存储器系统,其中所述控制器包括:
命令分析单元,通过分析所述第一命令和所述第二命令中的每个命令来识别所述第一操作至所述第四操作;
功率计算单元,根据所述第一操作至所述第四操作的操作时间点来计算所述单功率、所述峰值功率和所述总功率;
权重检查单元,确定所述所选择的存储器管芯的类型,并且将对应于确定结果的权重信息传送到所述功率计算单元;以及
操作调整单元,检查所述功率计算单元的结果,并且根据检查结果来调整所述第一操作至所述第四操作的操作时间点。
11.一种存储器系统的操作方法,所述存储器系统包括存储器装置,所述存储器装置包括多个存储器管芯,所述操作方法包括:
当将第一命令和第二命令顺序传送到所述多个存储器管芯中的所选择的存储器管芯时,分析所述第一命令和所述第二命令,分析所述第一命令和所述第二命令包括:识别所述第一命令的第一操作和第三操作以及识别所述第二命令的第二操作和第四操作,其中在所述第一操作和所述第二操作的操作区段彼此重叠时不能执行所述第一操作和所述第二操作,其中在所述第三操作的操作区段与所述第二操作的操作区段重叠时能够执行所述第三操作,并且其中在所述第四操作的操作区段与所述第一操作的操作区段重叠时能够执行所述第四操作,并且
计算在一个或多个单操作区段中预期使用的单功率,在所述单操作区段中仅执行所述第一操作至所述第四操作中的任意一个相应操作,
计算在一个或多个重叠操作区段中预期使用的重叠功率,在所述重叠操作区段中所述第一操作至所述第四操作中的相应多个操作在彼此重叠时执行,
通过根据所述第一操作至所述第四操作的操作时间点来将所述单功率和所述重叠功率相加,来计算当在所述所选择的存储器管芯中执行所述第一命令和所述第二命令时预期使用的总功率,并且
根据分别在所述一个或多个重叠操作区段中预期使用的功率的最大值来计算峰值功率。
12.根据权利要求11所述的操作方法,进一步包括调整步骤,在所述调整步骤中调整所述第一操作至所述第四操作的操作时间点,使得所述总功率最小化,同时使在计算步骤中计算的所述峰值功率保持在小于预定参考值的值。
13.根据权利要求12所述的操作方法,其中计算所述重叠功率包括:
根据所述第一命令和所述第二命令的类型以及所述所选择的存储器管芯的类型来确定多个预设权重的值,
通过将所述预设权重应用于与在一个所述重叠操作区段中在彼此重叠时执行的两个或更多个操作分别相对应的两个或更多个电流来计算操作电流,以及
通过预测将在所述重叠操作区段中使用的操作电流来计算所述重叠功率。
14.根据权利要求13所述的操作方法,进一步包括:
当所述第一命令是用于将第一数据存储在所述所选择的存储器管芯中的第一写入命令,并且所述第二命令是用于将第二数据存储在所述所选择的存储器管芯中的第二写入命令时:
将所述第一数据传送到所述所选择的存储器管芯的操作识别为所述第一操作,并且预测将在第一区段期间执行所述第一操作,
将在所述第一区段之后,所述所选择的存储器管芯物理地将所述第一数据存储在所述所选择的存储器管芯中的操作识别为所述第三操作,并且预测将在第二区段期间执行所述第三操作,
将在所述第一区段之后,将所述第二数据传送到所述所选择的存储器管芯的操作识别为所述第二操作,并且预测将在与所述第二区段重叠的第三区段期间执行所述第二操作,以及
将在所述第二区段和所述第三区段之后,所述所选择的存储器管芯物理地将所述第二数据存储在所述所选择的存储器管芯中的操作识别为所述第四操作,并且预测将在第四区段期间执行所述第四操作。
15.根据权利要求14所述的操作方法,进一步包括:
通过将第一部分功率、第二部分功率和第三部分功率相加来计算所述单功率,通过预测将在所述第一区段中使用对应于所述第一操作的第一电流而获得所述第一部分功率,通过预测将在所述第二区段的不与所述第三区段重叠的部分中使用对应于所述第三操作的第三电流而获得所述第二部分功率,以及通过预测将在所述第四区段中使用对应于所述第四操作的第四电流而获得所述第三部分功率;
通过对所述第三电流和对应于所述第二操作的第二电流执行运算来计算第一操作电流;并且
通过预测将在所述第三区段中使用所述第一操作电流来计算所述峰值功率。
16.根据权利要求15所述的操作方法,其中通过将通过将所述第二电流乘以第一权重而获得的电流与通过将所述第三电流乘以第二权重而获得的电流相加,来执行计算所述第一操作电流。
17.根据权利要求13所述的操作方法,进一步包括:
当所述第一命令是用于从所述所选择的存储器管芯中读取第三数据的第一读取命令,并且所述第二命令是用于从所述所选择的存储器管芯中读取第四数据的第二读取命令时:
将所述所选择的存储器管芯物理地读取所述所选择的存储器管芯中的所述第三数据的操作识别为所述第三操作,并且预测将在第五区段期间执行所述第三操作,
将在所述第五区段之后,从所述所选择的存储器管芯接收所述第三数据的操作识别为所述第一操作,并且预测将在第六区段期间执行所述第一操作,
将在所述第三操作开始之后,所述所选择的存储器管芯物理地读取所述所选择的存储器管芯中的所述第四数据的操作识别为所述第四操作,并且预测将在第七区段期间执行所述第四操作,所述第七区段与所述第五区段和所述第六区段中的至少一个重叠;并且
将在所述第六区段和所述第七区段之后,从所述所选择的存储器管芯接收所述第四数据的操作识别为所述第二操作,并且预测将在第八区段期间执行所述第二操作。
18.根据权利要求17所述的操作方法,进一步包括:
通过将第四部分功率、第五部分功率和第六部分功率相加来计算所述单功率,通过预测将在所述第五区段中的不与所述第七区段重叠的部分中使用对应于所述第三操作的第三电流而获得所述第四部分功率,通过预测将在所述第六区段中的不与所述第七区段重叠的部分中使用对应于所述第一操作的第一电流而获得所述第五部分功率,以及通过预测将在所述第八区段中使用对应于所述第二操作的第二电流而获得所述第六部分功率;
通过对所述第三电流和对应于所述第四操作的第四电流执行运算来计算第二操作电流,并且通过对所述第一电流和所述第四电流执行运算来计算第三操作电流;并且
通过预测将在与所述第五区段重叠的所述第七区段中使用所述第二操作电流,并且预测将在与所述第六区段重叠的所述第七区段中使用所述第三操作电流,来计算在所述第七区段中预期使用的峰值功率。
19.根据权利要求18所述的操作方法,进一步包括:
通过将通过将所述第三电流乘以第三权重而获得的电流与通过将所述第四电流乘以第四权重而获得的电流相加来计算所述第二操作电流;并且
通过将通过将所述第一电流乘以第五权重而获得的电流与通过将所述第四电流乘以第六权重而获得的电流相加来计算所述第三操作电流。
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