作為隨機存取存儲器的非易失性半導體存儲裝置的系統存取的薄變換制作方法

作為隨機存取存儲器的非易失性半導體存儲裝置的系統存取的薄變換制作方法

作為隨機存取存儲器的非易失性半導體存儲裝置的系統存取的薄變換制作方法是由M.T.瓊斯 發明開發。

描述了一種具有含有點對點鏈路接口和非易失性存儲器對接電路的控制器的半導體芯片。點對點鏈路接口從系統接收標識具體非易失性存儲器的命令。非易失性存儲器對接電路接收該命令并將命令轉發到非易失性隨機存取存儲器。

[0001] 此發明一般涉及計算機系統的領域。更具體地說,本發明涉及用于實現包含非易失性存儲器層的多級存儲器層級的設備和方法。

背景技術

[0002] A.當前存儲器和存儲裝置配置今天計算機創新的限制因素之一是存儲器和存儲裝置技術。在常規計算機系統中,系統存儲器 ( 也稱為主存儲器、主要存儲器、可執行存儲器 ) 通常由動態隨機存取存儲器(DRAM)實現?;贒RAM的存儲器甚至當沒有存儲器讀或者寫發生時也消耗功率,這是因為它必須不斷給內部電容器再充電?;?DRAM 的存儲器是易失性的,這意味著,一旦移除電源,存儲在DRAM存儲器中的數據就丟失。常規計算機系統還依賴于多級高速緩存以改進性能。高速緩存是位于處理器與系統存儲器之間的高速存儲器,以比可能從系統存儲器服務于存儲器存取請求更快地服務于它們。此類高速緩存通常用靜態隨機存取存儲器 (SRAM)實現。高速緩存管理協議可用于確保最頻繁存取的數據和指令被存儲在其中一級高速緩存內,由此減少存儲器存取事務數量并改進性能。

[0003] 相對于大容量存儲裝置 ( 也稱為輔助存儲裝置或盤存儲裝置 ),常規大容量存儲裝置器件通常包含磁介質 ( 例如硬盤驅動器 )、光介質 ( 例如壓縮盤 (CD) 驅動器、數字多功能盤 (DVD) 等 )、全息介質和 / 或大容量存儲裝置閃存存儲器 ( 例如固態驅動器 (SSD)、可拆卸閃存驅動器等)。一般而言,這些存儲裝置器件被視為輸入/輸出(I/O)裝置,這是因為它們由處理器通過實現各種 I/O 協議的各種 I/O 適配器來存取。這些 I/O 適配器和I/O 協議消耗相當大量的功率,并且可對平臺的裸晶面積和形狀因子具有重大影響。當未連接到永久電源時具有有限電池壽命的便攜式裝置或移動裝置 ( 例如膝上型計算機、筆記本、平板計算機、個人數字助理(PDA)、便攜式媒體播放器、便攜式游戲裝置、數字攝像機、移動電話、智能電話、功能電話等)可包含可拆卸大容量存儲裝置器件(例如嵌入式多媒體卡(eMMC)、安全數字(SD)卡),它們通常經由低功率互連和I/O控制器耦合到處理器以便滿足活動和空閑功率預算。

[0004] 相對于固件存儲器 ( 諸如引導存儲器 ( 也稱為 BIOS 閃存 ))、常規計算機系統通常使用閃存存儲器裝置來存儲經常被讀但很少 ( 或者從不 ) 被寫的持久系統信息。例如,由處理器執行的、在引導過程期間初始化關鍵系統組件的初始指令 ( 基本輸入和輸出系統(BIOS)映像)通常存儲在閃存存儲器裝置中。當前在市場上可買到的閃存存儲器裝置一般具有有限速度(例如50 MHz)。由于用于讀協議的開銷,此速度進一步降低(例如2.5 MHz)。為了加速BIOS執行速度,常規處理器一般在引導過程的預先可擴展固件接口(PEI)階段期間高速緩存BIOS代碼的一部分。處理器高速緩存的大小對在PEI階段中使用的BIOS代碼(也稱為“PEI BIOS代碼”)的大小施加了約束。

[0005] B.相變存儲器(PCM)以及相關技術相變存儲器(PCM)(有時也稱為相變隨機存取存儲器(PRAM或PCRAM)、PCME、奧式統一存儲器或硫屬化物 RAM(C-RAM)) 是采用硫屬化物玻璃的獨特行為的非易失性計算機存儲器類型。由于由電流經過產生的熱量,硫屬化物玻璃可在兩種狀態:晶體與非晶體之間切換。PCM的當前版本可獲得兩種截然不同的附加狀態。

[0006] PCM 提供比閃存更高的性能,這是因為 PCM 的存儲元件可更快地開關,可進行寫(將各個位改變成1或0)而無需首先擦除單元的整個塊,并且來自寫的降級更慢(PCM裝置可存活近似1億個寫循環;PCM降級由于編程期間的熱膨脹、金屬(和其它材料)遷移以及其它機制引起)。

技術要求書

1. 一種方法,包括:從系統接收命令,所述命令標識具體非易失性存儲器,所述命令通過點對點鏈路遞送;以及將所述命令轉發到所述非易失性存儲器。

2.如權利要求1所述的方法,其中所述轉發所述命令包含通過第二點對點鏈路將所述命令定向到所述非易失性存儲器裝置。

3.如權利要求2所述的方法,其中所述第二點對點鏈路是PCIe點對點鏈路。

4.如權利要求3所述的方法,其中所述點對點鏈路是PCIe點對點鏈路。

5.如權利要求1所述的方法,其中所述點對點鏈路是PCIe點對點鏈路。

6.如權利要求1所述的方法,其中所述接收和轉發由支持ONFI接口的控制器執行,所述命令是ONFI格式的命令。

7. 如權利要求 1 所述的方法,其中所述非易失性存儲器是閃存隨機存取存儲器或 PCM隨機存取存儲器。

8. 如權利要求 1 所述的方法,進一步包括:將所述命令鏡像到與所述非易失性存儲器在其上的卡不同的卡上的另一非易失性存儲器。

9.一種方法,包括:通過點對點鏈路向非易失性隨機存取存儲器發送命令,所述非易失性隨機存取存儲器附連到所述點對點鏈路的端。

10.如權利要求9所述的方法,其中所述點對點鏈路是PCIe點對點鏈路。

11.如權利要求9所述的方法,其中所述點對點鏈路通過背板運行,所述背板將系統連接到插入到所述背板中的卡并且保持住所述非易失性隨機存取存儲器。

12. 如權利要求 9 所述的方法,其中所述點對點鏈路在具有控制器和所述非易失性存儲器裝置的封裝內,其中所述控制器執行所述發送。

13. 如權利要求 9 所述的方法,其中所述發送由駐留在與所述非易失性隨機存取存儲器不同的卡上的控制器執行。

14.一種半導體芯片,包括:控制器,其具有點對點鏈路接口和非易失性存儲器對接電路,所述點對點鏈路接口從系統接收標識具體非易失性存儲器的命令,所述非易失性存儲器對接電路接收所述命令并將所述命令轉發到所述非易失性隨機存取存儲器。

15.如權利要求14所述的半導體芯片,其中所述半導體芯片被集成到計算系統中。

16.如權利要求15所述的半導體芯片,其中所述半導體芯片被集成在插入到所述計算系統的背板中的裝置上。

17.如權利要求16所述的半導體芯片,其中所述非易失性存儲器對接電路是ONFI非易失性存儲器對接電路。

18. 如權利要求 14 所述的半導體芯片,進一步包括第二點對點鏈路接口,所述第二點對點鏈路接口向所述非易失性隨機存取存儲器發送所述轉發的命令。

19.如權利要求15所述的半導體芯片,其中所述控制器和所述非易失性隨機存取存儲器被集成到插入到所述計算系統的背板中的同一封裝中。20.一種半導體芯片,包括:非易失性隨機存取存儲器存儲單元;以及點對點鏈路,其接收指向所述存儲單元的讀存取和寫存取。

說明書附圖

圖 1

圖 2

圖 3

圖 4

圖 5

圖 6A

圖 6B

圖 7

圖 8