CN116230033A - 存储设备 - Google Patents

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Abstract

存储设备包括非易失性存储器，每个非易失性存储器包括内部温度传感器；存储器控制器，被配置为具有为不同温度定义的多个操作命令和外部温度传感器。存储器控制器在第一频率中从外部温度传感器获得外部温度值，在不同于第一频率的第二频率中获得内部温度传感器的内部温度值，当外部温度值和内部温度值之间的差异等于或小于第一阈值时，基于外部温度值确定目标非易失性存储器的温度范围，当差异超过第一阈值时，基于内部温度值确定温度范围，并向目标非易失性存储器提供对应于温度范围的操作命令。

Description

存储设备
相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2021年12月3日在韩国知识产权局提交的第10-2021-0172043号韩国专利申请和于2022年4月5日在韩国知识产权局提交的第10-2022-0042010号韩国专利申请的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开的示例实施例涉及存储设备。
背景技术
半导体存储器设备可以包括易失性存储器或非易失性存储器。易失性存储器在其电源被切断时损失存储的数据，而非易失性存储器即使在其电源被切断时仍保留存储的数据。非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、闪存、相变RAM(PRAM)、磁性RAM(MRAM)、电阻RAM(RRAM)或铁电RAM(FRAM)。
非易失性存储器的操作特性可能取决于温度而变化。当在其上对数据进行编程的非易失性存储器的温度与读取数据时的温度不同时，可能频繁发生错误。
发明内容
本公开的至少一个示例实施例提供了补偿取决于非易失性存储器的温度而变化的操作特性的存储设备。
本公开的至少一个示例实施例提供了确定非易失性存储器的温度值并使用确定的温度来降低其性能退化的存储设备。
根据本公开的示例实施例，存储设备包括多个非易失性存储器，每个非易失性存储器包括内部温度传感器；存储器控制器，被配置为通过第一接口与多个非易失性存储器通信，并且具有分别为非易失性存储器的温度范围定义的多个操作命令；以及外部温度传感器，被配置为经由第二接口与存储器控制器通信。存储器控制器被配置为在第一频率中从外部温度传感器获得外部温度值，在不同于第一频率的第二频率中获得内部温度传感器的内部温度值，当外部温度值和内部温度值之间的差异等于或小于第一阈值时，基于外部温度值确定目标非易失性存储器的温度范围，当差异超过第一阈值时，基于内部温度确定温度范围，并向目标非易失性存储器提供对应于温度范围的操作命令。
根据本公开的示例实施例，存储设备包括多个非易失性存储器，每个非易失性存储器包括内部温度传感器；以及存储器控制器，被配置为控制多个非易失性存储器，并且具有分别为非易失性存储器的温度范围定义的多个操作命令。存储器控制器被配置为基于内部温度传感器的温度值来确定非易失性存储器中每一个的温度范围。存储器控制器被配置为周期性地监视非易失性存储器中每一个的输入/输出工作负荷，当输入/输出工作负荷的量在预定时间段内处于预定范围之外时，参照目标非易失性存储器的内部温度传感器的温度值来更新目标非易失性存储器的温度范围，向多个非易失性存储器当中的目标非易失性存储器提供与更新的温度范围对应的操作命令。
根据本公开的示例实施例，存储设备包括多个非易失性存储器；存储器控制器，被配置为控制多个非易失性存储器，并且具有分别为非易失性存储器的温度范围定义的多个操作命令；以及通道，被配置为向多个非易失性存储器中的目标非易失性存储器提供由存储器控制器输出的命令锁存使能(CLE)信号和地址锁存使能(ALE)信号。存储器控制器被配置为在其中CLE信号被使能的第一时间段中向目标非易失性存储器提供多个操作命令当中的、与多个非易失性存储器当中的目标非易失性存储器的温度值所属于的温度范围对应的操作命令，在其中ALE信号被使能的第二时间段中向目标非易失性存储器提供实际地址，以及在其中CLE信号被使能的第三时间段中向目标非易失性存储器提供确认命令。
附图说明
结合附图，根据以下详细描述，将更清楚地理解本公开的上述和其他方面和特征，其中：
图1是示出根据本公开的示例实施例的存储设备的框图；
图2至图4是示出根据本公开的示例实施例的非易失性存储器的示图；
图5是示出根据非易失性存储器的温度而补偿的读取电压的示图；
图6是示出将存储器控制器连接到非易失性存储器的通道(channel)的示图；
图7A和图7B是示出根据本公开的比较示例和示例实施例的发送命令的方法的定时图；
图8A和图8B是示出根据本公开的示例实施例的操作命令的示图；
图9是示出根据本公开的示例实施例的每个非易失性存储器的温度范围的示图；
图10至图12是示出根据本公开的示例实施例的存储设备的操作的流程图；
图13和图14是示出根据本公开的示例实施例的存储设备的结构的示图；和
图15是示出了应用根据本公开的示例实施例的存储设备的系统的示图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图对本公开的实施例进行如下描述。
图1是示出根据示例实施例的存储设备的框图。
参照图1，存储设备100包括存储器控制器110(例如，控制电路)、存储器设备120、外部温度传感器130(例如，温度感测电路)、第一接口101和第二接口102。存储器控制器110和存储器设备120可以通过第一接口101彼此连接。此外，存储器控制器110和外部温度传感器130可以通过第二接口102彼此连接。外部温度传感器130可以包括一个或多个温度传感器。
存储器设备120可以包括多个非易失性存储器NVM11-NVM24。非易失性存储器NVM11-NVM24中的每一个可以通过对应的方式连接到多个通道CH1和CH2中的一个。例如，非易失性存储器NVM11-NVM14可以通过路径(way)W11-W14连接到第一通道CH1，非易失性存储器NVM21-NVM24可以通过路径W21-W24连接到第二通道CH2。在示例实施例中，非易失性存储器NVM11-NVM24中的每一个可以被实现为任意存储器单元，该任意存储器单元可以根据来自存储器控制器110的单独命令独立操作。例如，非易失性存储器NVM11-NVM24中的每一个可以实现为芯片或裸芯，但是其示例实施例不限于此。此外，存储设备100中包括的通道的数量和分别连接到通道的非易失性存储器的数量不限于任何特定示例。连接到第一通道CH1的非易失性存储器NVM11-NVM14可以是第一NVM组(NVM组1)的一部分，连接到第二通道CH2的非易失性存储器NVM21-NVM24可以是第二NVM组(NVM组2)的一部分。
存储器控制器110可以通过多个通道CH1和CH2向存储器设备120发送信号，并且可以从存储器设备120接收信号。例如，存储器控制器110可以通过通道CH1和CH2将命令、地址和数据发送到存储器设备120，或者可以从存储器设备120接收数据。
存储器控制器110可以通过每个通道选择连接到对应通道的非易失性存储器NVM11-NVM24中的一个，并且可以向选择的非易失性存储器发送信号并且可以从选择的非易失性存储器接收信号。例如，存储器控制器110可以从连接到第一通道CH1的非易失性存储器NVM11-NVM14当中选择非易失性存储器NVM11。存储器控制器110可以通过第一通道CH1将命令、地址和数据发送到选择的非易失性存储器NVM11，或者可以从选择的非易失性存储器NVM11接收数据。
存储器控制器110可以通过不同的通道并行地向存储器设备120发送信号，并且可以从存储器设备120接收信号。例如，存储器控制器110可以在通过第一通道CH1向存储器设备120发送命令的同时，通过第二通道CH2向存储器设备120发送另一命令。例如，存储器控制器110可以在通过第一通道CH1从存储器设备120接收数据的同时，通过第二通道CH2从存储器设备120接收其他数据。
通过相同通道连接到存储器控制器110的非易失性存储器可以并行执行内部操作。例如，存储器控制器110可以通过第一通道CH1顺序向非易失性存储器NVM11-NVM14发送命令和地址。当命令和地址被发送到非易失性存储器NVM11-NVM14时，非易失性存储器NVM11-NVM14可以根据命令并行执行操作。
存储器控制器110可以控制存储器设备120的整体操作。存储器控制器110可以通过向通道CH1和CH2发送信号来控制连接到通道CH1和CH2的非易失性存储器NVM11-NVM24中的每一个。例如，存储器控制器110可以通过向第一通道CH1发送命令和地址来控制非易失性存储器NVM11-NVM14当中的选择的存储器。
非易失性存储器NVM11-NVM24中的每一个可以响应于存储器控制器110的控制而操作。例如，非易失性存储器NVM11可以根据提供给第一通道CH1的命令和地址来编程数据。例如，非易失性存储器NVM21可以根据提供给第二通道CH2的命令和地址读取数据，并且可以将读取的数据发送到存储器控制器110。
根据非易失性存储器NVM11-NVM24的温度值，非易失性存储器NVM11-NVM24可以具有不同的操作特性。例如，即使当在非易失性存储器NVM11-NVM24中使用相同的操作参数对存储器单元执行编程操作时，存储器单元的阈值电压的分布也可能取决于编程操作期间非易失性存储器NVM11-NVM24的温度值而变化。此外，即使当在非易失性存储器NVM11-NVM24中使用相同操作参数对具有相同阈值电压的存储器单元执行读取操作时，读取操作的结果也可能取决于非易失性存储器NVM11-NVM24的编程操作的时间处的温度值和读取操作期间的温度值的差异而变化。
当在对非易失性存储器NVM11-NVM24执行编程操作或读取操作时根据通过温度传感器测量的非易失性存储器NVM11-NVM24的温度值来补偿操作特性时，可以减少非易失性存储器NVM11-NVM24中的错误。非易失性存储器NVM11-NVM24中的每一个可以包括内部温度传感器NTS，并且由内部温度传感器NTS测量的温度可以用于确定非易失性存储器NVM11-NVM24的温度值。
当存储器控制器110和存储器设备120之间发生大量通信以根据非易失性存储器NVM11-NVM24的温度值补偿操作特性时，存储设备100的性能可能降低。例如，为了存储器控制器110获得由内部温度传感器NTS测量的非易失性存储器NVM11-NVM24的温度值，可能需要使用通道CH1和CH2与非易失性存储器NVM11-NVM24通信。此外，当存储器控制器110通过通道CH1和CH2向非易失性存储器NVM11-NVM24发送命令和地址时，可能需要一起发送根据非易失性存储器NVM11-NVM24的温度值确定的操作参数。命令的处理时间可能被通过通道CH1和CH2发送温度值和发送操作参数所花费的时间延迟。也就是说，存储器控制器110请求的命令的处理时间可能被通道CH1和CH2占用来发送温度值和操作参数的时间延迟。
因此，存储设备100可能需要根据非易失性存储器NVM11-NVM24的温度值来补偿操作特性，同时减少性能退化。
在示例实施例中，为每个温度范围定义不同的操作命令。在示例实施例中，存储器控制器110向目标非易失性存储器提供根据温度范围的温度值确定的操作命令。目标非易失性存储器是用于指示命令操作或命令的目标。例如，如果有与第一温度范围相关联的第一操作命令和与第二温度范围相关联的第二操作命令，则当温度值在第一温度范围内时，对目标非易失性存储器执行第一操作命令，并且当温度值在第二温度范围内时，对目标非易失性存储器执行第二操作命令。目标非易失性存储器可以根据操作命令使用不同的操作参数来执行命令操作。在示例实施例中，当存储器控制器110发送操作命令时，存储器控制器110根据当前温度发送分开的操作参数，使得可以缩短命令的处理时间。
在示例实施例中，存储设备100可以包括放置在非易失性存储器NVM11-NVM24外部的外部温度传感器130。为了存储器控制器110从内部温度传感器NTS获得温度值，存储器控制器110可能需要通过通道与非易失性存储器通信。虽然存储器控制器110通过通道从非易失性存储器获得温度值，但是由于存储器控制器110可能不向非易失性存储器发送信号或者可能不从非易失性存储器接收信号，所以存储设备100的性能可能会劣化。
存储器控制器110可以通过与通道分开的第二接口102从外部温度传感器130获得温度值。例如，第二接口102可以通过内部集成电路(I2C)通信在存储器控制器110和外部温度传感器130之间发送/接收信号。由于即使在从外部温度传感器130获得温度值时，存储器控制器110也可以向非易失性存储器发送信号以及可以从非易失性存储器接收信号，所以从外部温度传感器130获得温度值可以最小程度地影响存储设备100的性能。
在示例实施例中，存储器控制器110基于外部温度传感器130的温度值来估计非易失性存储器NVM11-NVM24的温度值。在示例实施例中，存储器控制器110基于非易失性存储器NVM11-NVM24之间的输入/输出工作负荷来估计非易失性存储器NVM11-NVM24的温度值。由于通过通道CH1-CH2从内部温度传感器NTS获得非易失性存储器NVM11-NVM24的温度值所需要的时间可以减少，所以存储设备100的性能可以提高。
图2至图4是示出根据本公开的示例实施例的非易失性存储器的示图。
图2是示出可以用于实现图1的非易失性存储器中的一个的非易失性存储器的框图。参照图2，非易失性存储器300可以包括控制逻辑电路320、存储器单元阵列330、页缓冲器340、电压生成器350和行解码器360(例如，解码器电路)。尽管在图2中未示出，但是非易失性存储器300还可以包括用于从外部实体接收命令CMD和地址ADDR并与外部实体交换数据DATA的存储器接口电路，并且还可以包括列逻辑、预解码器、温度传感器、命令解码器、地址解码器等。
控制逻辑电路320可以控制非易失性存储器300中的各种操作。控制逻辑电路320可以响应于来自存储器接口电路310的命令CMD和/或地址ADDR输出各种控制信号。例如，控制逻辑电路320可以输出电压控制信号CTRL_vol、行地址X-ADDR和列地址Y-ADDR。
存储器单元阵列330可以包括多个存储器块BLK1至BLKz(z是正整数)，并且多个存储器块BLK1至BLKz中的每一个可以包括多个存储器单元。存储器单元阵列330可以通过位线BL连接到页缓冲器340，并且可以通过字线WL、串选择线SSL和接地选择线GSL连接到行解码器360。
在示例实施例中，存储器单元阵列330可以包括3D存储器单元阵列，并且3D存储器单元阵列可以包括多个NAND串。每个NAND串可以包括分别连接到垂直堆叠在衬底上的字线的存储器单元。美国专利公开第7,679,133号、美国专利公开第8,553,466号、美国专利公开第8,654,587号、美国专利申请公开第8,559,235号和美国专利申请公开第2011/0233648号提供3D存储器单元阵列的示例，且通过引用整体并入本文中。在示例实施例中，存储器单元阵列330包括二维存储器单元阵列，并且该二维存储器单元阵列可以包括在行和列方向上布置的多个NAND串。
页缓冲器340可以包括多个页缓冲器PB1至PBn(n是等于或大于3的整数)，并且多个页缓冲器PB1至PBn可以通过多个位线BL分别连接到存储器单元中的每一个。页缓冲器340可以响应于列地址Y-ADDR在位线BL当中选择至少一条位线。取决于操作模式，页缓冲器340可以用作写入驱动器或感测放大器。例如，在编程操作期间，页缓冲器340可以将对应于要被编程的数据的位线电压施加于选择的位线。在读取操作期间，页缓冲器340可以通过感测选择的位线的电流或电压来感测存储在存储器单元中的数据。
电压生成器350可以基于电压控制信号CTRL_vol生成用于执行编程、读取和擦除操作的各种类型的电压。例如，电压生成器350可以生成作为字线电压VWL的编程电压、读取电压、编程验证电压、擦除电压等。
响应于行地址X-ADDR，行解码器360可以选择多条字线WL中的一个，并且可以选择多个串选择线SSL中的一个。例如，在编程操作期间，行解码器360可以向选择的字线施加编程电压和编程验证电压，并且在读取操作期间，行解码器360可以向选择的字线施加读取电压。
图3是示出根据示例实施例的可应用于存储设备的3D V-NAND结构的示图。当存储设备的非易失性存储器被实现为3D V-NAND型闪存时，包括在非易失性存储器中的多个存储器块中的每一个可以由如图3所示的等效电路来表示。
图3所示的存储器块BLKi可以表示以三维结构形成在衬底上的三维存储器块。例如，包括在存储器块BLKi中的多个存储器NAND串可以在垂直于衬底的方向上形成。
参照图3，存储器块BLKi可以包括连接在位线BL1、BL2和BL3与公共源极线CSL之间的多个存储器NAND串NS11-NS33。多个存储器NAND串NS11-NS33中的每一个可以包括串选择晶体管SST、多个存储器单元MC1、MC2、……、MC8和接地选择晶体管GST。在图3中，多个存储器NAND串NS11-NS33中的每一个可以包括八个存储器单元MC1、MC2、……、MC8，但是其示例实施例不限于此。
串选择晶体管SST可以连接到对应的串选择线SSL1、SSL2和SSL3。多个存储器单元MC1、MC2、……、MC8可以分别连接到对应的栅极线GTL1、GTL2、……、GTL8。栅极线GTL1、GTL2、……、GTL8可以对应于字线，并且栅极线GTL1、GTL2、……、GTL8的部分可以对应于虚拟(dummy)字线。接地选择晶体管GST可以连接到对应的接地选择线GSL1、GSL2和GSL3。串选择晶体管SST可以连接到对应的位线BL1、BL2和BL3，并且接地选择晶体管GST可以连接到公共源极线CSL。
同一级(level)上的字线(例如，WL1)可以公共地连接，接地选择线GSL1、GSL2、GSL3和串选择线SSL1、SSL2、SSL3可以彼此分开。在图3中，存储器块BLKi可以连接到八个栅极线GTL1、GTL2、……、GTL8和三个位线BL1、BL2、BL3，但是其示例实施例不限于此。
根据存储器块BLKi中包括的存储器单元存储的位数，存储器块BLKi可以具有不同的位密度。
图4是示出存储器单元的阈值电压的分布的图形。
由于多个存储器单元之间电属性的微小差异，用相同数据编程的存储器单元的阈值电压可以形成预定范围的阈值电压分布。图4示出了当存储器单元被配置为存储3位数据的三级单元(TLC)时，存储器单元可能具有的阈值电压的分布的示例。参照图4，图形的水平轴可以指示阈值电压的强度，垂直轴可以指示存储器单元的数量。
存储器单元可以具有对应于擦除状态E和第一编程状态P1至第七编程状态P7中的一个的阈值电压。第一读取电压Vc1至第七读取电压Vc7可以被配置为用于区分相应状态的读取电压。例如，当第一读取电压Vc1被施加于存储器单元连接到的字线时，电流可以平滑地流动通过具有比第一读取电压Vc1低的阈值电压的第一存储器单元连接到的位线。也就是说，第一存储器单元可以被读取为导通单元(on-cell)。没有电流可以在具有比第一读取电压Vc1高的阈值电压的第二存储器单元连接到的位线中流动。也就是说，第二存储器单元可以被读取为截止单元(off-cell)。
当第一读取电压Vc1被施加于存储器单元时，擦除状态E可以与其他状态区分。类似地，当还施加第二读取电压Vc2至第七读取电压Vc7时，擦除状态E和编程状态P1-P7二者可以彼此区分。
同时，存储器单元的操作特性可以根据非易失性存储器的温度而变化。例如，当具有相同电平(level)的读取电压被施加于字线以读取具有相同阈值电压的存储器单元时，随着非易失性存储器的温度增加，更大量的电流可以流动通过位线。操作特性的这样的改变可以影响非易失性存储器的读取操作的结果，并且还可以影响伴随以类似于读取操作的方式执行的验证操作的编程操作结果。
图5是示出根据非易失性存储器的温度而补偿的读取电压的示图。
参照图5，图形的水平轴可以指示阈值电压的强度，垂直轴可以指示存储器单元的数量。图5示出了彼此相邻的阈值电压状态PA和PB以及用于将任意两个阈值电压状态PA和PB彼此进行区分的读取电压Vc的默认电平。
当非易失性存储器的温度进一步增加到高于默认温度时，更大量的电流可能流动通过位线，并且阈值电压高于读取电压Vc的默认电平的存储器单元可能被不正确地读取为开启单元。因此，当非易失性存储器的温度高于默认温度时，可以通过将第一偏移O1反映到其上的读取电压Vc施加到默认电平来补偿取决于非易失性存储器的温度而变化的操作特性。例如，当非易失性存储器的温度高于默认温度时，可以将偏移电压添加到读取电压Vc以增加读取电压Vc的电平。当非易失性存储器的温度低于默认温度时，较少量的电流可能流动通过位线，并且具有低于读取电压Vc的默认电平的阈值电压的存储器单元可能被不正确地读取为关闭单元。因此，当非易失性存储器的温度低于默认温度时，可以通过将第二偏移O2反映到其上的读取电压Vc施加到默认电平来补偿操作特性。例如，当非易失性存储器的温度低于默认温度时，可以从读取电压Vc中减去偏移电压，以降低读取电压Vc的电平。
在示例实施例中，可以定义取决于温度范围变化的操作命令。存储器控制器可以向目标非易失性存储器发送与目标非易失性存储器的温度值所属于的温度范围对应的操作命令。目标非易失性存储器可以通过解释操作命令，使用取决于温度的不同的操作参数来执行操作。例如，存储器控制器可以从存储在接收的操作命令内的操作参数中的一个来确定用于调整读取、写入/编程或擦除电压的偏移电压。因此，可以补偿根据温度变化的非易失性存储器的操作特性。例如，非易失性存储器的存储器单元可以具有阈值电压的均匀分布，而不管非易失性存储器的存储器单元被编程的温度。此外，当存储器控制器110指示对目标非易失性存储器的读取操作时，存储器控制器110可以发送参照读取存储器单元时非易失性存储器的温度而确定的操作命令，而不是每次计算编程存储器单元时的温度和读取存储器单元时的温度之间的差异，使得可以无错误地读取数据。
在下文中，将参照图6至图8B更详细地描述根据示例实施例的从存储器控制器向非易失性存储器发送操作命令的方法。
图6是示出将存储器控制器连接到非易失性存储器的通道的示图。
参照图6，存储设备100可以包括存储器控制器110、目标非易失性存储器121和通道CH。图6中的存储器控制器110可以对应于参照图1描述的存储器控制器110。此外，图6中的目标非易失性存储器121可以被配置为存储器控制器110指示操作的非易失性存储器，并且可以对应于图1中的非易失性存储器NVM11-NVM24中的一个。此外，图6中的通道CH可以对应于图1中的通道CH1和CH2中的一个。
存储器控制器110可以包括第11引脚P11至第14引脚P14。目标非易失性存储器121可以包括第21引脚P21至第24引脚P24。第11引脚P11至第14引脚P14和第21引脚P21至第24引脚P24可以彼此对应。存储器控制器110和目标非易失性存储器121可以通过第11引脚P11至第14引脚P14和第21引脚P21至第24引脚P24发送/接收信号。
存储器控制器110可以通过第11引脚P11至第13引脚P13发送命令锁存使能(CLE)信号、地址锁存使能(ALE)信号和写入使能(nWE)信号。此外，存储器控制器110可以通过第14引脚P14将数据信号DQ[7：0]发送到目标非易失性存储器121，或者可以从目标非易失性存储器121接收数据信号DQ[7：0]。
目标非易失性存储器121可以通过第21引脚P21至第23引脚P23从存储器控制器110接收CLE信号、ALE信号和nWE信号。目标非易失性存储器121可以通过第24引脚P24从存储器控制器110接收数据信号DQ[7：0]，或者可以将数据信号DQ[7：0]发送到存储器控制器110。命令CMD、地址ADDR和数据DATA可以通过数据信号DQ[7：0]发送。数据信号DQ[7：0]可以通过多个数据信号线发送。在这种情况下，第24引脚P24可以包括对应于多个数据信号线的多个引脚。
目标非易失性存储器121可以基于nWE信号的翻转(toggle)定时从在CLE信号的使能时段(例如，高电平状态)中接收的数据信号DQ[7：0]接收命令CMD。目标非易失性存储器121可以基于nWE信号的翻转定时从在ALE信号的使能时段(例如，高电平状态)中接收的数据信号DQ[7：0]接收地址ADDR。
在示例实施例中，nWE信号可以保持固定状态(例如，高电平或低电平)并且可以在高电平和低电平之间翻转。例如，nWE信号可以在发送命令CMD或地址ADDR的时段中翻转。因此，目标非易失性存储器121可以基于nWE信号的翻转定时获得命令CMD或地址ADDR。
存储器控制器110可以将包括命令CMD或地址ADDR的数据信号DQ[7：0]与翻转nWE信号一起发送到目标非易失性存储器121。当存储器控制器110发送具有使能状态的CLE信号时，存储器控制器110可以将包括命令CMD的数据信号DQ[7：0]发送到目标非易失性存储器121，并且当存储器控制器110发送具有使能信号的ALE信号时，存储器控制器110可以将包括地址ADDR的数据信号DQ[7：0]发送到目标非易失性存储器121。
图7A和图7B是示出根据比较示例和示例实施例的发送命令的方法的定时图。
图7A示出了根据与示例实施例不同的比较示例的发送命令的方法。根据比较示例，存储器控制器110从目标非易失性存储器121获得温度值，并基于温度值确定操作参数。此外，存储器控制器110向目标非易失性存储器121提供操作参数连同命令和地址。图7A中的定时图示出了存储器控制器110向目标非易失性存储器121提供命令、地址和操作参数的定时。
参照图7A，存储器控制器110可以在CLE信号被使能的第一时间段PR1中向目标非易失性存储器121发送包括操作命令OPCMD的数据信号DQ[7：0]。例如，操作命令OPCMD可以是编程命令、读取命令和擦除命令中的一个。
存储器控制器110可以在ALE信号被使能的第二时间段PR2中将包括实际地址的数据信号DQ[7：0]发送到目标非易失性存储器121。例如，实际地址可以在五个时钟周期内发送，并且可以包括列地址C1和C2以及行地址R1-R3。
存储器控制器110可以在ALE信号被使能的第三时间段PR3中将包括操作参数Z1-Z10的数据信号DQ[7：0]发送到目标非易失性存储器121。当操作命令CMD是读取命令时，操作参数Z1-Z10可以包括读取电压的偏移电平。
存储器控制器110可以在CLE信号被使能的第四时间段PR4中将包括确认命令CFCMD的数据信号DQ[7：0]发送到目标非易失性存储器121。确认命令CFCMD可以被配置为用于通知目标非易失性存储器121已经发送了与操作命令OPCMD相关的全部实际地址和操作参数的命令。
目标非易失性存储器121可以在nWE信号的上升沿处对数据信号DQ[7：0]进行采样，并且可以获得操作命令OPCMD、实际地址C1、C2和R1-R3以及操作参数Z1-Z10和确认命令CFCMD。操作命令OPCMD可以包括在第一时间点t1处的数据信号DQ[7：0]的信号值。实际地址C1、C2和R1-R3可以包括在第二时间点t2至第六时间点t6处的数据信号DQ[7：0]的信号值。操作参数Z1-Z10可以包括在第七时间点t7至第十六时间点t16处的数据信号DQ[7：0]的信号值。此外，确认命令CFCMD可以包括在第17时间点t17处的数据信号DQ[7：0]的信号值。
当目标非易失性存储器121获得确认命令CFCMD时，目标非易失性存储器121可以基于先前接收的操作参数Z1-Z10来确定操作命令OPCMD的操作参数，并且可以针对实际地址C1、C2和R1-R3执行由操作命令OPCMD指示的操作。
根据比较示例，存储器控制器110可以通过根据目标非易失性存储器121的温度发送操作参数Z1-Z10来根据目标非易失性存储器121的温度补偿操作特性。当存储器控制器110分开地发送操作参数Z1-Z10时，将命令发送到目标非易失性存储器121可能花费对应于10个时钟周期的额外的时间。当存储器控制器110将多个命令顺序发送到连接到单个通道的多个非易失性存储器时，发送命令的时间可能被进一步延迟。
图7B示出了根据示例实施例的命令传输方法。在示例实施例中，存储器控制器110不是每次都从目标非易失性存储器121获得温度值，而是使用目标非易失性存储器121的输入/输出工作负荷和/或外部温度传感器130的温度值来确定目标非易失性存储器121的温度值。此外，存储器控制器110可以确定与目标非易失性存储器121的温度值所属于的温度范围对应的操作命令，并且可以向目标非易失性存储器121提供操作命令和地址。
图7B中的定时图示出了存储器控制器110向目标非易失性存储器121提供操作命令和地址的定时。将参照图10至图12更详细地描述由存储器控制器110确定目标非易失性存储器121的温度值的方法。
参照图7B，在CLE信号被使能的第一时间段PR1中，存储器控制器110可以将包括操作命令OPCMD的数据信号DQ[7：0]发送到目标非易失性存储器121。操作命令OPCMD可以指示目标非易失性存储器121的温度值所属于的温度范围中的编程操作、读取操作和擦除操作中的一个。取决于温度范围，即使用于指示相同类型操作的命令也可能具有不同的信号值。
存储器控制器110可以在ALE信号被使能的第二时间段PR2中将包括实际地址的数据信号DQ[7：0]发送到目标非易失性存储器121。例如，实际地址可以在五个时钟周期内发送，并且可以包括列地址C1和C2以及行地址R1-R3。
存储器控制器110可以在CLE信号被使能的第三时间段PR3中将包括确认命令CFCMD的数据信号DQ[7：0]发送到目标非易失性存储器121。
目标非易失性存储器121可以在nWE信号的上升沿处对数据信号DQ[7：0]进行采样，并且可以获得操作命令OPCMD、实际地址C1、C2和R1-R3以及确认命令CFCMD。操作命令OPCMD可以包括在第一时间点t1处的数据信号DQ[7：0]的信号值。实际地址C1、C2和R1-R3可以包括在第二时间点t2至第六时间点t6处的数据信号DQ[7：0]的信号值。此外，确认命令CFCMD可以包括在第七时间点t7处的数据信号DQ[7：0]的信号值。
当目标非易失性存储器121获得确认命令CFCMD时，目标非易失性存储器121可以根据由操作命令OPCMD定义的操作参数对实际地址C1、C2和R1-R3执行由操作命令OPCMD定义的操作的类型。
在示例实施例中，存储器控制器110可以在单个时钟周期内向目标非易失性存储器121发送用于根据温度补偿操作特性的操作命令。将比较示例与示例实施例进行比较，可以减少对应于10个时钟周期的时间来发送单个命令。因此，可以减少处理命令的时间，并且可以提高存储设备100的性能。
图8A和图8B是示出根据示例实施例的操作命令的示图。
图8A示出了为多个操作类型中的每一个定义的每个温度范围的操作命令的第一示例。参照图8A，操作类型可以包括编程操作、读取操作和擦除操作。此外，温度范围可以包括第一温度范围R1至第五温度范围R5。可以为编程操作、读取操作和擦除操作定义对应于第一温度范围R1至第五温度范围R5的操作命令。
针对图8A中的每个操作类型和温度范围示出的诸如“61h”、“81h”和“01h”的值或位模式可以表示命令，存储器控制器110将该命令发送到目标非易失性存储器121以提供对应于操作类型和温度范围的操作命令。例如，对于存储器控制器110要指示当目标非易失性存储器121的当前温度为“-5℃”时的读取操作，对应于包括“-5℃”的第一温度范围R1的值“81h”作为操作命令OPCMD被包括在被传送到目标非易失性存储器121的CLE信号的使能部分中。该值还可以用于确定操作命令OPCMD是用于执行读取操作、编程操作还是擦除操作的。
当目标非易失性存储器121从存储器控制器110接收命令时，目标非易失性存储器121可以确定与该命令指示的操作命令对应的操作参数，并且可以执行操作命令中定义的操作。例如，目标非易失性存储器121可以通过在接收命令‘81h’和接收命令‘82h’时施加具有不同电平的读取电压来执行读取操作。例如，目标非易失性存储器121可以通过在接收“81h”读取命令时施加第一读取电压来执行读取操作，并且通过在接收到“82h”读取命令时施加第二其他读取电压来执行读取操作。
参照图8A，可以分别从为操作类型定义的操作命令当中确定默认命令。默认命令可以指当存储器控制器110不确定或可能不确定目标非易失性存储器121的温度值时，发送到目标非易失性存储器121以指示每个操作类型的命令。默认命令可以预先定义。图8A示出了其中对应于第四温度范围R4的命令“60h”、“80h”和“00h”被确定为默认命令的示例。当假设存储器设备的温度处于特定温度范围时，可以传送默认命令。例如，在图8A中，假设存储器设备的温度处于第四温度R4。
在示例实施例中，默认命令可以由来自主机的请求来确定。例如，主机可以通过用于与存储设备100通信的接口向存储设备100提供存储设备100的平均外部温度值。存储设备100可以将包括平均外部温度值的温度范围中的命令确定为默认命令。当存储设备100安装在固定位置(诸如服务器)时，存储设备100的温度可以保持在恒定范围中。当基于外部温度值确定默认命令时，即使在目标非易失性存储器121的温度值没有被确定时，存储器控制器110也可以取决于温度来补偿非易失性存储器的操作特性。因此，可以增加存储设备100的可靠性。
图8A示出了其中预先为每个操作类型定义相同数量的操作命令的示例。然而，其示例实施例不限于此。图8B示出了在每个操作类型中定义的每个温度范围的操作命令的第二示例。
图8B示出了其中为编程操作、读取操作和擦除操作定义不同数量的操作命令的示例。例如，取决于温度的非易失性存储器的操作特性中的差异可能相比于影响编程操作更大地影响读取操作。在图8B的示例中，只有两个操作命令‘61h’和‘60h’被定义为用于编程操作的操作命令，并且五个命令被定义为用于读取操作的操作命令，使得可以精确地调整用于读取操作的操作参数。
存储设备100中包括的非易失性存储器NVM11-NVM24也可以具有不同的温度。例如，与放置在存储设备100中的非易失性存储器相比，放置在存储设备100外部的非易失性存储器可以快速释放热，使得放置在存储设备100外部的非易失性存储器可以具有相对较低的温度。
在示例实施例中，存储器控制器110可以通过确定非易失性存储器NVM11-NVM24中的每个的温度值来有效地补偿每个非易失性存储器的操作特性。
图9是示出根据示例实施例的每个非易失性存储器的温度范围的示图。
存储器控制器110可以存储非易失性存储器NVM11-NVM24中的每个的温度信息。图9示出了其中存储器控制器110可以以表格形式管理非易失性存储器NVM11-NVM24的温度值所属于的温度范围的示例。存储器控制器110可以通过参照表格来获得目标非易失性存储器的温度范围，以向目标非易失性存储器提供操作命令，并且可以向目标非易失性存储器提供与温度范围对应的操作命令。
然而，非易失性存储器NVM11-NVM24的温度可能随时间改变。对于存储器控制器110要从非易失性存储器NVM11-NVM24中的每个的内部温度传感器NTS获得温度值，存储器控制器110可能需要通过通道CH1和CH2与非易失性存储器NVM11-NVM24通信。由于存储器控制器110在获得温度值时可能不输入或可能不输出与非易失性存储器NVM11-NVM24的信号不同的信号，所以存储器控制器110频繁获得温度值可能会降低存储设备100的性能。
在下文中，将参照图10至图12描述其中根据示例实施例的存储器控制器110确定非易失性存储器NVM11-NVM24的温度值的各种方法。
图10至图12是示出根据示例实施例的存储设备的操作的流程图。
图10示出了根据示例实施例的存储设备的操作。
在操作S11，存储器控制器确定每个非易失性存储器NVM的温度范围。例如，存储器控制器可以从非易失性存储器NVM的内部温度传感器获得温度值，并且可以将温度值所属于的温度范围确定为每个非易失性存储器NVM的温度范围。
在操作S12中，存储器控制器监视每个非易失性存储器NVM的输入/输出工作负荷。
作为监视输入/输出工作负荷的第一示例，存储器控制器可以在预定的时间段中监视每个非易失性存储器NVM的磨损程度。磨损程度可以从包括在非易失性存储器中的存储器块的P/E(编程/擦除)周期、存储器块的擦除计数和非易失性存储器中编程的页数中的至少一个来确定。P/E周期可以指示包括在非易失性存储器NVM中的存储器块被编程和擦除的次数的平均值。
作为监视输入/输出工作负荷的第二示例，存储器控制器可以监视在预定时间段中从每个非易失性存储器NVM读取的数据的量。输入/输出工作负荷可以根据该量来确定。
在操作S13中，存储器控制器检测输入/输出工作负荷的量超出预定范围或在预定范围之外的非易失性存储器NVM。可以预测，在其中I/O工作负荷的量大于预定范围的非易失性存储器NVM中生成大量的热，并且其中I/O工作负荷的量小于预定范围的非易失性存储器NVM的温度可以被预测为降低。其中输入/输出工作负荷的量落在预定范围内的非易失性存储器NVM的温度可以被预测为保持在与先前水平相似的水平。因此，通过保持其输入/输出工作负荷的量在预定范围内的非易失性存储器NVM的当前温度范围而不更新温度范围，存储器控制器可以减少发送/接收信号以从非易失性存储器NVM的内部温度传感器获得温度值的时间。
在操作S14，存储器控制器可以更新检测的非易失性存储器NVM的当前温度范围。例如，存储器控制器可以从检测的非易失性存储器NVM的内部温度传感器获得温度值，并且可以将该温度值所属于的温度范围确定为检测的非易失性存储器NVM的温度范围。
在操作S15中，存储器控制器可以向目标非易失性存储器NVM提供与目标非易失性存储器NVM的温度范围对应的操作命令。
根据示例实施例，可以减少存储器控制器通过通道从内部温度传感器获得温度以更新温度范围所要求的时间。因此，存储器控制器可以补偿非易失性存储器NVM的取决于温度的操作特性，同时减少用于确定温度范围的通道的发送/接收时间。
图11示出了根据示例实施例的存储设备的操作。
在操作S21，存储器控制器确定每个非易失性存储器NVM的温度范围。例如，存储器控制器可以基于来自非易失性存储器NVM的内部温度传感器的温度值来确定每个非易失性存储器NVM的温度范围。
在操作S22中，存储器控制器从多个外部温度传感器ETS或仅一个外部温度传感器ETS获得温度值(例如，外部温度值)。在示例实施例中，存储器控制器从放置在存储设备中不同位置的多个外部温度传感器ETS获得温度值。存储器控制器可以通过除了连接到非易失性存储器NVM的通道之外的接口从外部温度传感器ETS获得温度值。
在操作S23中，存储器控制器确定外部温度传感器ETS之间的温度值差异是否超过阈值。当放置在不同位置的外部温度传感器ETS的温度值之间的差超过阈值时，可以预测存储设备中已经发生了突然的温度变化。当温度值之间的差异没有超过阈值时，可以预测存储设备的温度保持相对恒定。
当温度值之间的差异超过阈值时(在操作S23中，“是”)，存储器控制器可以更新每个非易失性存储器NVM的温度范围。例如，存储器控制器可以基于来自非易失性存储器NVM的内部温度传感器的温度值来确定每个非易失性存储器NVM的温度范围。
当温度值之间的差异没有超过阈值时(在操作S23中，“否”)，存储器控制器不更新每个非易失性存储器NVM的温度范围，并且可以使用先前确定的温度范围。
在操作S26，存储器控制器可以向目标非易失性存储器NVM提供与目标非易失性存储器NVM的温度范围对应的操作命令。
根据示例实施例，当预测存储设备的温度没有突然改变时，可以省略非易失性存储器NVM的温度范围的更新。因此，存储器控制器可以根据非易失性存储器NVM的温度来补偿操作特性，同时减少用于确定非易失性存储器NVM的温度范围的通道的发送/接收所需要的时间。
图12示出了根据示例实施例的存储设备的操作。
在S31操作中，存储器控制器在第一频率中获得外部温度传感器ETS的温度值。
在操作S32，存储器控制器在第二频率中获得每个非易失性存储器NVM的内部温度传感器NTS的温度值。例如，第二频率可以在第一频率之后顺序发生。
可以动态确定第一频率和第二频率之间的比率。例如，在用于对要在非易失性存储器NVM中运行的命令进行排队的命令队列中，随着排队的命令的数量减少，存储器控制器可以增加第二频率与第一频率的比率，使得可以频繁地获得温度值。命令队列可以位于存储器控制器110或存储设备100中。存储器控制器可以从每个非易失性存储器NVM的内部温度传感器NTS获得温度值，同时减小对命令处理速度的影响。
在示例实施例中，第二频率是比第一频率更稀少或更不频繁的频率。也就是说，存储器控制器可以相对偶尔地检查内部温度传感器NTS，并且可以相对频繁地检查外部温度传感器ETS。在实施例中，当存储器控制器检查外部温度传感器ETS时，存储器控制器不占用将存储器控制器连接到非易失性存储器NVM的通道，因此，存储器控制器对外部温度传感器ETS的频繁检查可以不影响命令处理速度。
在操作S33，存储器控制器为每个非易失性存储器NVM确定内部温度传感器NTS的温度值和外部温度传感器ETS的温度值之间的差异是否超过阈值。
在操作S34中，对于温度值的差异没有超过阈值的非易失性存储器NVM，存储器控制器将外部温度传感器ETS的温度值确定为非易失性存储器NVM的温度值。当外部温度传感器ETS的温度值被确定为非易失性存储器NVM的当前温度值时，可以更新非易失性存储器NVM的温度值，而无需通过通道访问内部温度传感器NTS。
在操作S35，存储器控制器使用温度值的差异超过阈值的非易失性存储器NVM的内部温度传感器NTS的温度值来确定非易失性存储器NVM的温度值。
作为第一示例，存储器控制器将非易失性存储器NVM的内部温度传感器NTS的温度值确定为非易失性存储器NVM本身的温度值。然而，其示例实施例不限于此。由于内部温度传感器NTS和外部温度传感器ETS之间的温度差异可能由于内部温度传感器NTS的测量错误而偏离阈值，所以存储器控制器可以如下面在第二示例和第三示例中确定温度值。
作为第二示例，存储器控制器将温度值之间的差异超过阈值的非易失性存储器NVM的温度值确定为多个非易失性存储器NVM的平均温度值。
作为第三示例，存储器控制器重新获得其中温度差异超过阈值的非易失性存储器NVM的内部温度传感器NTS的温度值，并基于重新获得的温度值确定非易失性存储器NVM的温度值。
在操作S36，存储器控制器基于每个非易失性存储器NVM的温度值确定每个非易失性存储器NVM的温度范围。
在操作S37，存储器控制器向目标非易失性存储器NVM提供与目标非易失性存储器NVM的温度范围对应的操作命令。
根据图12的示例实施例，当确定非易失性存储器NVM的内部温度值类似于外部温度传感器ETS的温度值时，可以使用外部温度传感器ETS的温度值来确定非易失性存储器NVM的温度范围。因此，存储器控制器可以根据非易失性存储器NVM的温度来补偿操作特性，同时减少用于确定非易失性存储器NVM的温度范围的通道的输入/输出时间。
图13和图14是示出根据示例实施例的存储设备的结构的示图。
参照图13，存储设备400可以包括存储器控制器410、非易失性存储器NVM11-NVM42和通道CH1-CH4。存储器控制器410和非易失性存储器NVM11-NVM42可以堆叠在衬底401上，并且可以包括在封装中。
在图13的示例中，存储器控制器410可以通过第一通道CH1向非易失性存储器NVM11-NVM12发送信号并从非易失性存储器NVM11-NVM12接收信号，可以通过第二通道CH2向非易失性存储器NVM21-NVM22发送信号并从非易失性存储器NVM21-NVM22接收信号，可以通过第三通道CH3向非易失性存储器NVM31-NVM32发送信号并可以从非易失性存储器NVM31-NVM32接收信号，并且可以通过第四通道CH4向非易失性存储器NVM41-NVM42发送信号并从NVM41-NVM42接收信号。在图13的示例中，存储设备400可以包括连接到四个通道CH1-CH4的非易失性存储器NVM11-NVM42，但是非易失性存储器的数量和通道的数量不限于所示的示例。
非易失性存储器NVM11-NVM42中的每一个可以包括内部温度传感器NTS。此外，存储器控制器410可以包括外部温度传感器ETS。存储器控制器410可能必须使用通道CH1-CH4来从非易失性存储器NVM11-NVM42的内部温度传感器NTS获得温度值。存储器控制器410可以通过与通道CH1-CH4分开的接口访问外部温度传感器ETS。因此，存储器控制器410通过外部温度传感器ETS获得温度值可能不影响存储器控制器410和非易失性存储器NVM11-NVM42的数据传输性能。
在示例实施例中，存储器控制器410可以通过提供与非易失性存储器NVM11-NVM42的温度值所属于的温度范围对应的操作命令来补偿取决于非易失性存储器NVM11-NVM42的温度的操作特性。
存储器控制器410可以在第一频率中获得外部温度传感器ETS的温度值，并且可以在比第一频率更稀少或更不频繁的第二频率中通过通道CH1-CH4获得非易失性存储器NVM11-NVM42的内部温度传感器NTS的温度值。
相对于外部温度传感器ETS和内部温度传感器NTS之间的温度差异小于或等于第一阈值的非易失性存储器，存储器控制器410可以将外部温度传感器ETS的温度值确定为非易失性存储器的温度值。在图13的示例中，与存储器控制器410相邻的非易失性存储器NVM41可能被存储器控制器410的温度改变的极大影响，并且内部温度传感器NTS的温度值与外部温度传感器ETS的温度值之间的差异可能等于或小于第一阈值。存储器控制器410可以使用外部温度传感器ETS的温度值来确定非易失性存储器NVM41的温度值，即使在被频繁访问时，这也可以最小程度地影响数据传输性能。
相对于其中温度差异超过第一阈值的非易失性存储器，存储器控制器410可以将内部温度传感器NTS的温度值确定为非易失性存储器的温度值。例如，远离存储器控制器410放置的非易失性存储器NVM12可以较少被存储器控制器410的温度改变的影响，并且内部温度传感器NTS的温度值和外部温度传感器ETS的温度值之间的差异可以等于或大于第一阈值。存储器控制器410可以使用非易失性存储器NVM12的内部温度传感器NTS的温度值来确定非易失性存储器NVM12的温度值。
参照图14，存储设备500可以包括衬底501，其中放置了控制器区域502和非易失性存储器区域503。存储器控制器510可以放置在衬底501的控制器区域502中，并且多个非易失性存储器封装NVMPKG可以放置在非易失性存储器区域503中。非易失性存储器封装NVMPKG可以包括多个堆叠的非易失性存储器(未示出)，并且非易失性存储器中的每一个可以包括内部温度传感器。存储器控制器510和非易失性存储器可以通过通道(未示出)发送/接收信号。存储器控制器510可以通过通道从内部温度传感器获得非易失性存储器的温度值。
存储设备500还可以包括一个或多个外部温度传感器。例如，第一外部温度传感器531可以放置在衬底501的非易失性存储器区域503的外部，并且第二外部温度传感器532可以放置在非易失性存储器区域503内。存储器控制器510可以通过除了用于向非易失性存储器发送信号和从非易失性存储器接收信号的通道之外的接口从第一外部温度传感器531和第二外部温度传感器532获得温度值。
在示例实施例中，存储器控制器510可以从非易失性存储器的内部温度传感器获得温度值，并且可以将获得的温度值中的每一个分别确定为非易失性存储器的温度值。存储器控制器510可以向目标非易失性存储器提供基于非易失性存储器当中的目标非易失性存储器的当前温度值确定的操作命令。
当第一外部温度传感器531的温度值和第二外部温度传感器532的温度值之间的差异等于或大于阈值时，存储器控制器510可以从多个非易失性存储器的内部温度传感器获得温度值，并且可以用获得的温度值更新当前温度值。当温度值之间的差异小于阈值时，存储器控制器510可以保持非易失性存储器的温度值，而不更新该值。
当非易失性存储器区域503的内部或外部温度快速改变时，可以检测到温度差异等于或大于第一外部温度传感器531和第二外部温度传感器532的阈值。存储器控制器510可以确定非易失性存储器的内部温度没有显著变化，直到检测到温度差异等于或大于阈值，并且可以使用先前确定的温度值原样向非易失性存储器提供操作命令。在示例实施例中，由于确定非易失性存储器的温度值所需要的通道的输入/输出工作负荷可以减少，所以存储设备500的性能可以提高。
图15是示出了应用根据示例实施例的存储设备的系统的示图。
图15是示出其中应用示例实施例中的存储设备的系统1000的示图。图15中的系统1000可以实现为移动系统，诸如移动电话、智能电话、平板个人计算机(PC)、可穿戴设备、保健设备或物联网(IOT)设备。然而，图15中的系统1000不必限于移动系统，并且可以被实现为汽车设备，诸如个人计算机、膝上型计算机、服务器、媒体播放器或导航系统。
参照图15，系统1000可以包括主处理器1100、存储器1200a和1200b以及存储设备1300a和1300b，还可以包括图像捕获设备1410、用户输入设备1420、传感器1430、通信设备1440、显示器1450、扬声器1460、电源设备1470和连接接口1480中的一个或多个。
主处理器1100可以控制系统1000的整体操作，更具体地，包括在系统1000中的其他组件的操作。主处理器1100可以实现为通用处理器、专用处理器或应用处理器。
主处理器1100可以包括一个或多个中央处理单元(CPU)核心1110，并且还可以包括用于控制存储器1200a和1200b和/或存储设备1300a和1300b的控制器1120(例如，控制电路)。在示例实施例中，主处理器1100还可以包括加速器1130，加速器1130可以是用于诸如人工智能(AI)数据操作的高速数据操作的专用电路。加速器1130可以包括图形处理单元(GPU)、神经处理单元(NPU)和/或数据处理单元(DPU)，并且可以被实现为物理上独立于主处理器1100的其他组件的芯片。
存储器1200a和1200b可以用作系统1000的主存储器设备，并且可以包括诸如静态随机存取存储器(SRAM)和/或动态随机存取存储器(DRAM)的易失性存储器，或者可以包括诸如闪存、相变随机存取存储器(PRAM)和/或电阻随机存取存储器(RRAM)的非易失性存储器。存储器1200a和1200b可以在与主处理器1100相同的封装中实现。
存储设备1300a和1300b可以用作存储数据的非易失性存储设备，而不管是否供电，并且与存储器1200a和1200b相比，可以具有相对大的存储容量。存储设备1300a和1300b可以包括存储控制器1310a和1310b以及用于在存储控制器1310a和1310b的控制下存储数据的非易失性存储器NVM1320a和1320b。非易失性存储器1320a和1320b可以包括具有二维(2D)结构或三维(3D)垂直NAND(V-NAND)结构的闪存，或者可以包括其他类型的非易失性存储器，诸如PRAM和/或RRAM。
存储设备1300a和1300b可以以与主处理器1100物理分开的状态被包括在系统1000中，或者可以在与主处理器1100相同的封装中实现。此外，存储设备1300a和1300b可以具有与固态设备(SSD)或存储器卡相同的形状，并且可以耦合成能够通过诸如连接接口1480的接口附接到系统1000的其他组件和从系统1000的其他组件拆卸。存储设备1300a和1300b可以被配置为应用诸如通用闪存(UFS)、嵌入式多媒体卡(eMMC)或非易失性特快存储器(NVMe)的标准协议的设备，但是其示例实施例不限于此。
拍摄设备1410(或图像捕获设备)可以获得静止图像或视频，并且可以被实现为相机、摄像机和/或网络摄像头。
用户输入设备1420可以从系统1000的用户接收各种类型的数据输入，并且可以包括触摸板、小键盘、键盘、鼠标和/或麦克风。
传感器1430可以感测可以从系统1000的外部实体获得的各种类型的物理量，并且可以将感测的物理量转换成电信号。传感器1430可以实现为温度传感器、压力传感器、照度传感器、位置传感器、加速度传感器、生物传感器和/或陀螺仪传感器。
通信设备1440根据各种通信协议可以向存在于系统1000外部的其他设备发送信号，并且可以从存在于系统1000外部的其他设备接收信号。通信设备1440可以包括天线、收发器和/或调制解调器(MODEM)。
显示器1450和扬声器1460可以分别用作用于向系统1000的用户输出视觉信息和听觉信息的输出设备。
电源设备1470可以适当地转换从嵌入在系统1000中的电池(未示出)和/或外部电源供应的电力，并且可以向系统1000的每个组件供应电力。
连接接口1480可以提供系统1000和连接到系统1000的外部设备之间的连接，以与系统1000交换数据。连接接口1480可以实现各种接口方法，诸如，高级技术附件(ATA)、串行ATA(SATA)、外部SATA(e-SATA)、小型计算机小型接口(SCSI)、串行连接SCSI(SAS)、外围组件互连(PCI)、PCI特快(PCIe)、NVMe(NVM特快)、IEEE 1394、通用串行总线(USB)、安全数字(SD)卡、多媒体卡(MMC)、嵌入式多媒体卡(eMMC)、通用闪存(UFS)、嵌入式通用闪存(eUFS)、紧凑闪存(CF卡)卡接口等。
在示例实施例中，存储控制器1310a和1310b可以向非易失性存储器1320a和1320提供包括操作命令的数据信号，该操作命令对应于在其中CLE信号被使能的时间段期间的非易失性存储器1320a和1320b的温度值属于的温度范围。非易失性存储器1320a和1320b可以使用操作命令中定义的操作参数来执行操作命令中定义的类型的操作。当存储控制器1310a和1310b不根据温度值发送分开的操作参数时，可以补偿根据非易失性存储器1320a和1320b的温度状况的操作特性，而不增加命令传输时间。
在示例实施例中，存储控制器1310a和1310b通过连接到非易失性存储器1320a和1320b的通道从非易失性存储器1320a和1320b的温度传感器获得温度值，以确定非易失性存储器1320a和1320b的温度值。存储控制器1310a和1310b可以根据非易失性存储器1320a和1320b的输入/输出工作负荷的量省略更新非易失性存储器1320a和1320b的温度值。此外，取决于具体状况，存储控制器1310a和1310b可以基于来自通过与通道分开的接口连接的外部温度传感器的温度值来更新非易失性存储器1320a和1320b的温度值。存储控制器1310a和1310b可以通过减少从内部温度传感器获得温度值以确定当前温度值的频率来减少通道的输入/输出工作负荷的量。因此，可以减少由于当前温度值的确定而导致的存储设备1300a和1300b的性能退化。
在示例实施例中，主处理器1100向存储控制器1310a和1310b提供存储设备1300a和1300b的外部温度信息。例如，外部温度信息可以包括安装有存储设备1300a和1300b的服务器的平均温度信息。存储控制器1310a和1310b可以使用外部温度信息从为多种操作类型提供的每个温度范围的操作命令当中确定默认命令。即使当存储控制器1310a和1310b不使用内部温度传感器确定非易失性存储器1320a和1320b的温度值时，存储控制器1310a和1310b也可以使用默认命令补偿取决于非易失性存储器1320a和1320b的温度的操作特性。
根据前述示例实施例，存储设备可以通过为非易失性存储器的每个温度范围定义操作命令来补偿取决于非易失性存储器的温度而变化的操作特性。
通过允许存储器控制器向非易失性存储器提供根据非易失性存储器的温度值属于的操作时段确定的操作命令，存储设备可以减少发送分开的操作参数需要的时间。
存储设备可以减少与非易失性存储器中的温度传感器通信以确定非易失性存储器的温度值的存储器控制器的输入/输出负担，使得可以减少存储设备的性能退化。
虽然上面已经示出和描述了示例实施例，但是对于本领域技术人员来说清晰的是，在不脱离由所附权利要求限定的本公开的范围的情况下，可以进行修改和变化。

Claims (20)

1.一种存储设备，包括：
多个非易失性存储器，每个非易失性存储器包括内部温度传感器；
存储器控制器，被配置为通过第一接口与多个非易失性存储器通信，并且具有分别为多个非易失性存储器的温度范围定义的多个操作命令；以及
外部温度传感器，被配置为经由第二接口与存储器控制器通信，
其中，所述存储器控制器被配置为在第一频率中从外部温度传感器获得外部温度值，并且在不同于第一频率的第二频率中获得内部温度传感器的内部温度值，
其中，所述存储器控制器被配置为当外部温度值和内部温度值之间的差异等于或小于第一阈值时，基于外部温度值确定多个非易失性存储器中的目标非易失性存储器的温度范围，
其中，所述存储器控制器被配置为当所述差异超过第一阈值时，基于内部温度值确定温度范围，并且
其中，所述存储器控制器被配置为向目标非易失性存储器提供来自多个操作命令当中的、与温度范围对应的操作命令。
2.根据权利要求1所述的存储设备，其中，所述存储器控制器被配置为从在包括编程操作、读取操作和擦除操作的操作类型中定义的温度范围的操作命令当中分别选择与所述目标非易失性存储器的温度范围和要被指示的操作类型对应的操作命令。
3.根据权利要求1所述的存储设备，其中，所述存储器控制器被配置为基于所述多个非易失性存储器的平均温度值来确定内部温度值。
4.根据权利要求1所述的存储设备，其中，通过第一接口再次获得所述内部温度值，并且基于所获得的温度值来确定非易失性存储器的温度范围。
5.根据权利要求2所述的存储设备，其中，所述存储器控制器被配置为从主机接收存储设备的外部区域的温度值，并将与接收的温度值所属于的温度范围对应的命令确定为操作类型中的每一个的默认命令。
6.根据权利要求1所述的存储设备，
其中，所述存储设备还包括其中多个非易失性存储器被放置的非易失性存储器区域，并且
其中，所述外部温度传感器包括放置在所述非易失性存储器区域中的第一外部温度传感器和放置在所述非易失性存储器区域外部的第二外部温度传感器。
7.根据权利要求6所述的存储设备，其中，当第一外部温度传感器的温度值和第二外部温度传感器的温度值之间的差异等于或大于第二阈值时，所述存储器控制器被配置为基于内部温度传感器的内部温度值来更新所述多个非易失性存储器的温度范围。
8.根据权利要求1所述的存储设备，其中，所述存储设备还包括衬底，所述存储器控制器和所述多个非易失性存储器堆叠在所述衬底上。
9.根据权利要求1所述的存储设备，其中，所述存储器控制器还包括命令队列，所述命令队列对要提供给所述多个非易失性存储器的操作命令进行排队，并且根据所述命令队列中排队的命令的数量来确定第一频率和第二频率之间的比率。
10.根据权利要求9所述的存储设备，其中，所述存储器控制器被配置为当在所述命令队列中排队的操作命令的数量等于或小于阈值时，增加第二频率与第一频率的比率。
11.根据权利要求1所述的存储设备，其中，第二接口是内部集成电路(I2C)接口。
12.根据权利要求1所述的存储设备，其中，第二频率被配置为比第一频率更不频繁。
13.一种存储设备，包括：
多个非易失性存储器，每个非易失性存储器包括内部温度传感器；以及
存储器控制器，被配置为控制多个非易失性存储器，并且具有分别为多个非易失性存储器的温度范围定义的多个操作命令，
其中，所述存储器控制器被配置为基于内部温度传感器的温度值来确定多个非易失性存储器中的每一个的温度范围，
其中，所述存储器控制器被配置为周期性地监视多个非易失性存储器中的每一个的输入/输出工作负荷，
其中，所述存储器控制器被配置为当输入/输出工作负荷的量在预定时间段内在预定范围之外时，参照目标非易失性存储器的内部温度传感器的温度值来更新多个非易失性存储器中的目标非易失性存储器的温度范围，并且
其中，所述存储器控制器被配置为向目标非易失性存储器提供与目标非易失性存储器的更新的温度范围对应的操作命令。
14.根据权利要求13所述的存储设备，其中，所述存储器控制器被配置为当所述输入/输出工作负荷的量在预定范围内时，保持所述目标非易失性存储器的温度范围。
15.根据权利要求13所述的存储设备，其中，多个非易失性存储器中的每一个的输入/输出工作负荷是基于在预定时间段中多个非易失性存储器的磨损的程度的增加的量来确定的。
16.根据权利要求15所述的存储设备，其中，所述磨损的程度是包括在多个非易失性存储器中的存储器块的编程/擦除(P/E)周期、存储器块的擦除计数和多个非易失性存储器的编程页数中的至少一个。
17.根据权利要求13所述的存储设备，
其中，基于在预定时间段中从多个非易失性存储器中的每一个读取的数据的量来确定多个非易失性存储器中的每一个的输入/输出工作负荷。
18.根据权利要求13所述的存储设备，其中，所述存储设备还包括：
非易失性存储器区域，其中放置了多个非易失性存储器；
第一外部温度传感器，其放置在非易失性存储器区域之中；以及
第二外部温度传感器，其放置在非易失性存储器区域之外。
19.根据权利要求18所述的存储设备，其中，当第一外部温度传感器的温度值和第二外部温度传感器的温度值之间的差异等于或大于阈值时，所述存储器控制器被配置为基于内部温度传感器的温度值来更新多个非易失性存储器的温度范围。
20.一种存储设备，包括：
多个非易失性存储器；
存储器控制器，被配置为控制多个非易失性存储器，并且具有分别为多个非易失性存储器的温度范围定义的多个操作命令；以及
通道，被配置为向多个非易失性存储器中的目标非易失性存储器提供由存储器控制器输出的命令锁存使能CLE信号和地址锁存使能ALE信号，
其中，所述存储器控制器被配置为在其中CLE信号被使能的第一时间段中向目标非易失性存储器提供多个操作命令当中的、与目标非易失性存储器的温度值所属于的温度范围对应的操作命令，在其中ALE信号被使能的第二时间段中向目标非易失性存储器提供地址，以及在其中CLE信号被使能的第三时间段中向目标非易失性存储器提供确认命令。
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