具有易失性和非易失性存儲器的混合固態存儲器系統技術方案

提供用于保存數據的混合固態存儲器系統。固態存儲器系統包括易失性固態存儲器、非易失性固態存儲器和存儲器控制器。此外，提供一種用于在固態存儲器系統中保存數據的方法，所述方法包括下面的步驟。由存儲器控制器接收寫命令。響應于寫命令，在易失性存儲器中保存寫數據。響應于數據傳送請求，從易失性存儲器傳送數據到非易失性存儲器。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】提供用于保存數據的混合固態存儲器系統。固態存儲器系統包括易失性固態存儲器、非易失性固態存儲器和存儲器控制器。此外，提供一種用于在固態存儲器系統中保存數據的方法，所述方法包括下面的步驟。由存儲器控制器接收寫命令。響應于寫命令，在易失性存儲器中保存寫數據。響應于數據傳送請求，從易失性存儲器傳送數據到非易失性存儲器。【專利說明】具有易失性和非易失性存儲器的混合固態存儲器系統本申請為申請號為200780046944.0、申請日為2007年12月18日、專利技術名稱為“具有易失性和非易失性存儲器的混合固態存儲器系統”的申請的分案申請。
本專利技術總的涉及固態存儲器系統，并且更具體地，本專利技術涉及包括易失性和非易失性存儲器的混合固態存儲器系統。
技術介紹
當前計算機系統中最常用的大容量存儲系統是使用一個或者多個旋轉盤并且磁性地記錄數據的硬盤驅動器(HDD)。盡管HDD能夠保存大量信息，但是相比于固態存儲器它們存在很多不足。具體而言，HDD具有較低的讀/寫速度、較高的功耗、較大的系統尺寸和較低的耐機械沖擊性。固態存儲器是使用存儲器芯片來保存數據的數據存儲裝置。例如諸如快閃存儲器的非易失性固態存儲器隨著它們的存儲密度的增加變得日益普遍。可以預想到的是由于之上所描述的固態存儲器的優勢，固態存儲器最終將會在諸如筆記本計算機的移動計算機中取代HDD。然而，也存在著和快閃存儲器的使用相關的公知的問題。一個公知問題就是快閃存儲單元具有有限次數的重寫周期。例如，重寫周期的典型的最大次數介于100000到1000000周期之間。此外，為了滿足存儲密度和低成本的需求，將可能使用多層單元(MLC)技術。然而，MLC典型地將每快閃存儲單元的重寫周期的最大次數減少兩個量級，例如從1000000周期到10000周期。快閃存儲器的另一個問題是讀/編程和擦除操作之間的尺寸失配。具體地，在快閃存儲器中，讀和編程操作以頁面為基礎執行，而擦除操作是以塊為基礎執行。因此，最小的可擦除尺寸通常比讀/編程尺寸大16到64倍。由于快閃存儲器裝置中的存儲單元必須在用新數據進行編程之前被擦除，所以必須擦除整個塊以便寫新的頁面。這進一步加重了具有有限次數的重寫周期的問題。因此，已經提出多種解決方案來解決這些問題。在授權給Conley的美國專利6763424中描寫了許多這樣的嘗試性的解決方案。然而，雖然這些解決方案提供了一定程度的改進，但是它們仍舊需要顯著數量的頁面被重寫。因此可以看到，對于存儲器系統存在進一步減少由快閃存儲器執行的讀/寫操作的數量的需要，從而延長存儲器系統的壽命預期。
技術實現思路
本專利技術的目的是消除或減輕上述不足中的至少一些。因此，提供了一種固態存儲器的存儲器系統，其組合了諸如動態隨機存取存儲器(DRAM)和靜態隨機存取存儲器(SRAM)的易失性存儲器和諸如快閃存儲器的非易失性存儲器。以采用每一種類型存儲器的優點的方式來組合這些存儲器，以提高整個系統性能并且提高存儲裝置的壽命預期。根據本專利技術的一個方面，提供一種固態存儲器系統，包括:易失性固態存儲器；非易失性固態存儲器；配置成在易失性存儲器中保存寫數據的存儲器控制器，所述存儲器控制器還被配置成響應于數據傳送請求將數據從易失性存儲器傳送到非易失性存儲器。根據本專利技術的另一個方面，提供一種用于在包括易失性固態存儲器、非易失性固態存儲器和存儲器控制器的固態存儲器系統中保存數據的方法，所述方法包括步驟:接收命令以便保存寫數據；作為響應將寫數據保存在易失性存儲器中；和響應于數據傳送請求將數據從易失性存儲器傳送到非易失性存儲器。【專利附圖】【附圖說明】現在參考附圖來描述本專利技術的實施例，其中:圖1為示出固態存儲器系統的框圖；圖2a為示出具有多個塊的存儲單元陣列結構的框圖；圖2b為示出具有多個頁面的塊結構的框圖；圖2c為示出頁面結構的框圖；圖3a和3b分別是易失性和非易失性存儲器的存儲空間圖；圖4和圖5為示出固態存儲器系統執行的過程的流程圖；圖6為使用公共總線與多個存儲器裝置通信的固態存儲器系統的框圖；圖7為使用多個公共總線與多個存儲器裝置通信的固態存儲器系統的框圖；圖8為使用多個公共總線與多個存儲器裝置通信的固態存儲器系統的框圖，每一條總線和一個類型的存儲器裝置通信；圖9為使用菊花鏈結構和多個存儲器裝置通信的固態存儲器系統的框圖；圖10為使用多個鏈和多個存儲器裝置通信的固態存儲器系統的框圖；和圖11為使用多個鏈和多個存儲器裝置通信的固態存儲器系統的框圖，每一條鏈和一個類型的存儲器裝置通信。【具體實施方式】為方便起見，說明書中相同的標號是指附圖中相同的結構。參見圖1，用標號100總的表示固態存儲器系統的框圖。固態存儲器系統100包括存儲器控制器102和固態存儲器104。外部裝置106通過存儲器控制器102與固態存儲器104通信。在本實施例中，存儲器控制器102包括虛擬映射系統108 (或者簡單映射系統108)。映射系統108被用于將與請求相關聯的邏輯地址映射到與固態存儲器104相關聯的物理地址。固態存儲器104包括易失性存儲器104a和非易失性存儲器104b。可以理解，易失性存儲器104a和非易失性存儲器104b可以包括一個或者多個存儲器裝置。在本實施例中，易失性存儲器104a包括DRAM存儲器并且非易失性存儲器104b包括NAND快閃存儲器。然而可以理解，可以使用其他類型的易失性存儲器104a和非易失性存儲器104b。由于固態存儲器系統100包括易失性存儲器，所以它也可以包括有內部電池(未示出)來保持數據。如果失去對固態存儲器系統100供電，則該電池將保持足夠的電力以便將數據從易失性存儲器104a復制到非易失性存儲器104b。然而，更普通地，電池的電力作為外部系統的一部分將被提供。參見圖2a，用標號100總的示出存儲單元陣列結構的框圖。單元陣列200包括η個可擦除塊202,被標記為從塊O到塊η-1。參見圖2b，更詳細地示出說明單元陣列塊202的框圖。每一個塊202都包括m個可編程頁面252，被標記為從頁面O到頁面m-1。參見圖2c，更詳細地示出說明可編程頁面252的框圖。每一個頁面252包括用于保存數據的數據域262和用于保存和數據相關的附加信息(諸如錯誤管理功能)的備用域264。數據域包括j個字節(B )并且備用域264包括k個字節(B )。因此,可以看到每一個頁面252包括(j+k)個字節(B)。每一個塊202包括m個頁面252，并且因此，一個塊202是(j+k) *m個字節(B)。進一步，對于η個塊202的單元陣列200的總存儲容量為(j+k) *m*n個字節(B)。為了方便起見，以下使用縮寫:1B=8位；1K=1024 ；1Μ=1024Κ ;并且 1G=1024M。參見圖3a和圖3b，分別示出了說明根據本實施例的易失性存儲器104a和非易失性存儲器104b的框圖。以下描述提供了對于頁面、塊和單元的示例性的尺寸。然而，可以理解這些尺寸對于不同實現可以極大地變化并且隨著技術進步將繼續變化。此外，可以理解，例如諸如DRAM的易失性存儲器104a并不必需具有塊和頁面結構。因此，臨時保存在易失性存儲器104a中的任何數據也可以包括對應的塊地址和/或頁面地址。當數據被傳送到非易失性存儲器104本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種存儲器系統，包括：易失性固態存儲器，用于寫數據和讀數據；非易失性固態存儲器，用于寫數據和讀數據；存儲器控制器，其用于與所述易失性存儲器和非易失性存儲器通信以在其中寫數據和讀數據，所述存儲器控制器被配置為：?響應于數據讀請求，接收從所述非易失性存儲器中讀取的數據；?響應于數據寫請求，向所述易失性存儲器提供要寫入其中的所接收到的數據；并且其中，所述存儲器控制器響應于在所述易失性存儲器的可用空間不足時發生的數據傳送請求來接收數據和提供數據。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：金鎮祺，
申請(專利權)人：莫塞德技術公司，
類型：發明
國別省市：