JP2012513647A - 管理型不揮発性メモリのアドレスマッピングのためのアーキテクチャー - Google Patents
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Abstract
【選択図】図2A
Description
図1は、管理型NVMパッケージ104(例えば、管理型NANDパッケージ)に結合されたホストプロセッサ102を含む規範的メモリシステム100のブロック図である。NVMパッケージ104は、複数のNVM装置108(例えば、複数の生のNAND装置)を含むBGAパッケージ又は他のICパッケージである。メモリシステム100は、これに限定されないが、ハンドヘルドコンピュータ、移動電話、デジタルカメラ、ポータブル音楽プレーヤ、玩具、サムドライブ、e−メール装置、及び不揮発性メモリが望まれ又は必要とされる他の装置、を含む種々の装置に使用することができる。ここで使用する「生のNVM(raw NVM)」とは、外部ホストプロセッサによって管理されるメモリ装置又はパッケージであり、そして「管理型NVM(managed NVM)」とは、少なくとも1つの内部メモリ管理機能、例えば、エラー修正、ウェアレベリング、不良ブロック管理、等を含むメモリ装置又はパッケージである。
図2Aは、管理型NVMのための規範的アドレスマッピングを示す。コントローラ106は、ホストチャンネルを経て受け取ったブロックアドレスを、NVM装置108の内部の特定ブロックアドレスへマップする。アドレスマッピングを容易にするために、コントローラ106は、これに限定されないが、ダイサイズ、ブロックサイズ、ページサイズ、メタデータサイズ(MDS)、run(ラン)、及びstride(ストライド)を含む幾何学的パラメータをホストプロセッサ102に与える。
図2Bは、図2Aのアドレスマッピングを具現化する図1の規範的な管理型NVMパッケージ104のブロック図である。NVMパッケージ104は、ホストチャンネルを有するホストインターフェイス、コマンドラッチイネーブル(CLE)入力、アドレスラッチイネーブル(ALE)入力、チップイネーブル(CE)入力、及びレディ/ビジー(R/B)入力を備えている。ホストインターフェイスは、より多くの又はより少ない入力を含むことができる。この例では、ホストインターフェイスは、ホストプロセッサ102から論理的アドレスを受け取る。論理的アドレスは、NVMアドレッシングの典型であるように、次のフィールド[ブロックアドレス ページアドレス オフセット]を表すビットを含むことができる。
テーブルI−規範的な生のアドレスフォーマット
NVMパッケージ104は、透過的モードをサポートすることができる。透過的モードは、ECCなしにメモリアレイにアクセスできるようにし、そしてコントローラ106の性能を評価するのに使用できる。又、NVMパッケージ104は、読み取り、書き込み、及び状態取得オペレーションのための一般的に生のNVMコマンドもサポートする。テーブル1−3は、規範的な読み取り、書き込み及びコミットオペレーションを示す。従来の生のNVMと同様に、NVM装置は、書き込みコマンドが発生される前にレディにならねばならない。レディであることは、テーブル4を参照して述べるように、状態読み取りオペレーションを使用して決定することができる。
NVMパッケージ104における複数CAUアーキテクチャーをレバレッジするため、NVMパッケージ104は、拡張コマンドセットを使用して全ての又は幾つかのCAUへのアクセスをサポートすることができる。NVMパッケージ104は、全てのアドレスがPPSに指定される次の拡張コマンドをサポートすることができる。即ち、「アドレスを伴う読み取り」、「アドレスを伴う書き込み」、「アドレスを伴う消去」、及び「アドレスを伴う状態」。図3ないし7は、CAUを横切ってインターリーブがどこで生じるか指示する。インターリーブが生じるポイント(「インターリーブポイント」と称される)が丸で示されている。各オペレーションの出発点及び終了点は、各々、インターリーブポイントを表すので、白丸及び斜線入りの丸として表れ、そしてインターリーブが生じる全ての中間点は、縞模様入りの丸で示されている。図3ないし7は、NVMパッケージが一連のオペレーションの後に完全なレディ状態になると仮定する。
(Read)[ブロック0 ページ0]
(Read)[ブロック1 ページ0]
(GetPageStatus)[ブロック0 ページ0]W4R{データ+メタデータ}
(GetPageStatus)[ブロック1 ページ0]W4R{データ+メタデータ}
(StrideWrite)[ブロック0 ページ0]<データ+メタデータ>
(StrideWrite)[ブロック1 ページ0]<データ+メタデータ>
(GetPageStatus)[ブロック0 ページ0]W4R{状態}
(GetPageStatus)[ブロック1 ページ0]W4R{状態}
(Commit)[ブロック0 ページ0]
(Commit)[ブロック1 ページ0]
ベンダー特有のコマンドをレバレッジするために、NVMパッケージは、CAU内の複数ページオペレーションをサポートする。より特定すれば、NVMパッケージは、StrideRead及びStrideWriteコマンドをサポートする。
(StrideRead)[ブロック0 ページ0]
(StrideRead)[ブロック1 ページ0]
(StrideRead)[ブロック2 ページ0]
(StrideRead)[ブロック3 ページ0]
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図8は、NVMパッケージにおけるコマンドキューの使用を示す。ある具現化において、NVMパッケージ800は、コントローラによりアクセスできる1つ以上のキュー804を含むことができる。キューは、FIFOキューである。ホストコントローラによって受け取られたコマンドは、キュー804に記憶することができる。図示された例では、3つのキューがある。読み取り、プログラム及び消去コマンドの各々に対して1つのキューがある。トリガー事象に応答して、コントローラ802は、メモリオペレーション中の性能を最適化するために、1つ以上のキュー804における1つ以上のコマンドを再順序付けすることができる。例えば、1つのトリガー事象は、キュー(及びバッファ)内の最上位アイテムが、別のオペレーションでビジーである平面又はCAUを行先とする場合のものである。
102:ホストプロセッサ
104:管理型NVMパッケージ(管理型NANDパッケージ)
106:コントローラ
108:NVM装置
110:エラー修正(ECC)エンジン
202:NVMコントローラ
204a、204b:NANDダイ
206a、206b、206c、206d:平面
208:制御バス
210:アドレス/データバス
Claims (26)
- ブロックアドレスを受け取るように動作できるインターフェイスと、
複数のブロックを各々含む複数の同時アクセスユニットと、
前記インターフェイス及び複数の同時アドレス可能なユニットに結合されたプロセッサであって、ブロックアドレスを、そのブロックアドレスで識別された前記複数の同時アドレス可能なユニットの1つにおけるブロックへとマッピングするように動作できるプロセッサと、
を備えた不揮発性メモリ(NVM)パッケージ。 - ホストインターフェイスを更に備え、このホストインターフェイスは、これに結合されたホストプロセッサからホストチップイネーブル信号を受け取り、前記プロセッサは、このホストチップイネーブル信号を、1つの前記同時アドレス可能なユニットの内部チップイネーブル信号へとマッピングするように動作でき、この内部チップイネーブル信号は、前記同時アドレス可能なユニットをアクチベートするためのものである、請求項1に記載のパッケージ。
- 前記マッピングは、ラン及びストライドパラメータにより定義されたマップを使用して遂行され、前記ランパラメータは、前記ホストチップイネーブル信号を使用してアクセスできる同時アドレス可能なユニットの数であり、前記ストライドパラメータは、同時アドレス可能なユニット内のオペレーションコマンドに対するブロックの数である、請求項2に記載のパッケージ。
- 前記プロセッサは、読み取り又は書き込みオペレーションのためのコマンドを前記インターフェイスから受け取り、そのオペレーションは、1つ以上の同時アドレス可能なユニットにおいて同時アトミックトランザクションを遂行する読み取り又は書き込みコマンドのシーケンスである、請求項1に記載のパッケージ。
- 前記同時アドレス可能なユニットから読み取られ又はそこに書き込まれるデータの量は、前記同時アドレス可能なユニットに対するストライドパラメータNと、ページサイズに等しいバイト数+メタデータを考慮したページに関連したバイト数と、の積に等しく、但し、Nは、読み取り又は書き込みされるべきページ数を表す正の整数であり、そしてストライドは、前記同時アドレス可能なユニット内のオペレーションコマンドに対するブロック数である、請求項4に記載のパッケージ。
- 同時アドレス可能なユニットから読み取られ又はそこに書き込まれるデータのブロックにエラー修正を適用するためのエラー修正エンジンを更に備えた、請求項1に記載のパッケージ。
- 1つ以上の同時アドレス可能なユニットにエラー検出及び修正エンジンが含まれる、請求項6に記載のパッケージ。
- 前記同時アドレス可能なユニットに対するスループットを管理するためのパイプライン管理エンジンを更に備えた、請求項1に記載のパッケージ。
- 前記NVMパッケージは、管理型NANDである、請求項1に記載のパッケージ。
- 前記プロセッサは、2つ以上の同時アドレス可能なユニットにおいて同時読み取り又は書き込みオペレーションを遂行する、請求項1に記載のパッケージ。
- ホストプロセッサに結合された不揮発性メモリ(NVM)パッケージにより遂行される方法において、
ホストプロセッサからブロックアドレスを受け取る段階と、
ブロックアドレスを、そのブロックアドレスで識別された複数の同時アドレス可能なユニットの1つにおけるブロックへとマッピングする段階と、
を備えた方法。 - 前記ホストプロセッサからホストチップイネーブル信号を受け取る段階と、
このホストチップイネーブル信号を、1つの前記同時アドレス可能なユニットの内部チップイネーブル信号へとマッピングする段階と、
その内部チップイネーブル信号をアクチベートする段階と、
を更に備えた請求項11に記載の方法。 - 前記マッピングは、ラン及びストライドパラメータにより定義されたマップを使用して遂行され、前記ランパラメータは、前記ホストチップイネーブル信号を使用してアクセスできる同時アドレス可能なユニットの数であり、前記ストライドパラメータは、同時アドレス可能なユニット内のオペレーションコマンドに対するブロック数である、請求項12に記載の方法。
- 読み取り又は書き込みオペレーションのためのコマンドを受け取る段階と、
そのコマンドに基づき1つ以上の同時アドレス可能なユニットにおいて1つ以上の同時アトミックトランザクションを遂行する段階と、
を更に備えた請求項11に記載の方法。 - 前記同時アドレス可能なユニットから読み取られ又はそこに書き込まれるデータの量は、前記同時アドレス可能なユニットに対するストライドパラメータNと、ページサイズに等しいバイト数+メタデータを考慮したページに関連したバイト数と、の積に等しく、但し、Nは、読み取り又は書き込みされるべきページ数を表す正の整数であり、そしてストライドは、前記同時アドレス可能なユニット内のオペレーションコマンドに対するブロック数である、請求項14に記載の方法。
- 同時アドレス可能なユニットから読み取られ又はそこに書き込まれるデータのブロックにエラー修正を適用する段階を更に備えた、請求項11に記載の方法。
- ブロックアドレスを受け取るように動作できるインターフェイスであって、このインターフェイスに結合されたホストプロセッサから第1のチップイネーブル信号も受け取るインターフェイスと、
複数のブロックを各々含む複数の同時アクセスユニットと、
前記インターフェイス及び複数の同時アドレス可能なユニットに結合されたプロセッサであって、前記ホストプロセッサからのチップイネーブル信号に応答して、第1の内部チップセレクトイネーブル信号を使用して第1の同時アドレス可能なユニットをアクチベートし、第2の内部チップセレクトイネーブル信号を使用して第2の同時アドレス可能なユニットをアクチベートし、ブロックアドレスを、前記アクチベートされた第1及び第2の同時アドレス可能なユニットにおけるブロックへマッピングし、そして前記アクチベートされた第1及び第2の同時アドレス可能なユニットにおけるブロックに対して読み取り又は書き込みオペレーションを同時に遂行するための一連のコマンドを実行するプロセッサと、
を備えた不揮発性メモリ(NVM)パッケージ。 - 前記NVMパッケージは、管理型NANDパッケージである、請求項17に記載のパッケージ。
- 不揮発性メモリ(NVM)パッケージに記憶されたデータに対して動作するシステムにおいて、
複数の同時アドレス可能なユニットを含むNVMパッケージにパラメータ要求を送信しそしてランパラメータ及びストライドパラメータを受信するためのインターフェイスであって、前記ランパラメータは、ホストプロセッサにより与えられる単一のチップイネーブル信号を使用してアクセスできるNVMパッケージにおける同時アドレス可能なユニットの数を指示し、そして前記ストライドパラメータは、同時アドレス可能なユニット内のオペレーションコマンドに対するブロック数を指示するものであるインターフェイスと、
前記インターフェイスに結合されたプロセッサであって、1つ以上の同時アドレス可能なユニットにおいてアトミックトランザクションを同時に遂行するための一連のコマンドを前記NVMパッケージへ送信するように動作でき、その一連のコマンドは、前記ラン及びストライドパラメータに基づいて前記ホストプロセッサにより発生されるアドレスを含むものであるプロセッサと、
を備えたシステム。 - 前記プロセッサは、前記NVMパッケージへ書き込みコマンドと共にデータを送信するように動作でき、データのサイズは、Nと、ストライドと、ページサイズに等しいバイト数+メタデータを考慮した各ページサイズに関連したバイト数と、の積に等しく、但し、Nは、書き込まれるべきページ数を表す正の整数である、請求項19に記載のシステム。
- 前記プロセッサは、前記NVMパッケージへ読み取りコマンドを送信するように動作でき、読み取られるべきデータのサイズは、Nと、ストライドと、ページサイズに等しいバイト数+メタデータを考慮した各ページサイズに関連したバイト数と、の積に等しく、但し、Nは、読み取られるべきページ数を表す正の整数である、請求項19に記載のシステム。
- 不揮発性メモリ(NVM)パッケージに結合されたホストプロセッサにより遂行される方法において、
複数の同時アドレス可能なユニットを含むNVMパッケージにパラメータ要求を送信する段階と、
前記要求に応答して、ランパラメータ及びストライドパラメータを受け取る段階であって、前記ランパラメータは、前記ホストプロセッサにより与えられる単一のチップイネーブル信号を使用してアクセスできるNVMパッケージにおける同時アドレス可能なユニットの数であり、前記ストライドパラメータは、同時アドレス可能なユニット内のオペレーションコマンドに対するブロックの数である段階と、
1つ以上の同時アドレス可能なユニットにおいてアトミックトランザクションを同時に遂行するための一連のコマンドを前記NVMパッケージへ送信する段階であって、その一連のコマンドは、前記ラン及びストライドパラメータに基づいて前記ホストプロセッサにより発生されるアドレスを含むものである段階と、
を備えた方法。 - 前記NVMパッケージへ書き込みコマンドと共にデータを送信する段階を更に備え、そのデータのサイズは、Nと、ストライドと、ページサイズに等しいバイト数+メタデータを考慮した各ページサイズに関連したバイト数と、の積に等しく、但し、Nは、書き込まれるべきページ数を表す正の整数である、請求項22に記載の方法。
- 前記NVMパッケージへ読み取りコマンドを送信する段階を更に備え、読み取られるべきデータのサイズは、Nと、ストライドと、ページサイズに等しいバイト数+メタデータを考慮した各ページサイズに関連したバイト数と、の積に等しく、但し、Nは、読み取られるべきページ数を表す正の整数である、請求項22に記載の方法。
- 埋め込み型の不揮発性メモリ装置により遂行される方法において、
不揮発性メモリにおけるオペレーションを要求するホストコントローラからのコマンドを受け取る段階と、
前記コマンドを不揮発性メモリ装置のキューに記憶する段階と、
トリガー事象に応答して前記キュー内で前記コマンドを再順序付けする段階と、
を備えた方法。 - 埋め込み型の不揮発性メモリ装置により遂行される方法において、
前記不揮発性メモリにおける読み取りオペレーションを要求するホストコントローラからの読み取りコマンドを受け取る段階と、
前記読み取りコマンドを第1のキューに記憶する段階と、
前記不揮発性メモリにおけるプログラムオペレーションを要求する前記ホストコントローラからのプログラムコマンドを受け取る段階と、
前記プログラムコマンドを第2のキューに記憶する段階と、
前記不揮発性メモリにおける消去オペレーションを要求する前記ホストコントローラからの消去コマンドを受け取る段階と、
前記消去コマンドを第3のキューに記憶する段階と、
前記読み取り、プログラム又は消去コマンドの1つ以上をそれらの各キューにおいて再順序付けする段階と、
を備えた方法。
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