[發(fā)明專利]具有非易失性存儲器的系統(tǒng)的高效緩沖

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210114701.9
• 申請日: 2012-02-28
• 公開（公告）號: CN102750226A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: D·J·波斯特;N·瓦卡特
• 申請（專利權(quán)）人: 蘋果公司
• 主分類號: G06F12/08
• 分類號: G06F12/08
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 鄒姍姍

背景技術(shù)

NAND型閃存以及其他類型的非易失性存儲器(“NVM”)通常用于大規(guī)模存儲。例如，諸如便攜式媒體播放器的消費者電子產(chǎn)品一般都包括閃存，以存儲音樂、視頻和其他媒體。

因為設(shè)備的文件系統(tǒng)可能執(zhí)行多個小的同步輸入/輸出(“I/O”)，所以在某些情況下不能實現(xiàn)管芯并行(die?parallelism)。這因此會減少系統(tǒng)帶寬，并且增加對NVM頁進行編程的延遲時間。

在某些情景中，通過在將一個或多個I/O編程到NVM之前緩沖該I/O，可以改善對NVM編程的延遲時間。然而，在其他情況下，如果替代地將I/O直接編程到NVM，那么不加區(qū)分地將從文件系統(tǒng)接收到的所有I/O都進行緩沖，實際上會減緩編程進程。

發(fā)明內(nèi)容

公開了用于具有非易失性存儲器(“NVM”)的系統(tǒng)的高效緩沖的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)可以在緩沖將提高系統(tǒng)性能的情況下選擇對寫入(write)進行緩沖，也可以在緩沖將會是純粹的性能負(fù)擔(dān)的情況下選擇將寫入直接編程到NVM。在某些實施例中，系統(tǒng)可以使用啟發(fā)法以確定是否對從文件系統(tǒng)接收到的一個或多個寫入命令進行緩沖。在其他實施例中，系統(tǒng)可以通過沿著緩沖器的頁對齊邊界在隊列中有效地重新排序?qū)懭朊?，來最小化讀出能量和緩沖開銷。在進一步的實施例中，系統(tǒng)可以最佳地將來自緩沖器的寫入命令和來自隊列的寫入命令進行組合。在將這些命令組合后，系統(tǒng)可以在單個事務(wù)處理(transaction)中分派這些命令。

附圖說明

結(jié)合所附的附圖以及在考慮下面的詳細(xì)描述的情況下，本發(fā)明的上述和其他優(yōu)點及方面將變得更加明顯，其中在所有附圖中同樣的附圖標(biāo)記指代同樣的部分，在附圖中：

圖1和圖2是根據(jù)本發(fā)明各實施例配置的電子設(shè)備的框圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明各實施例的非易失性存儲器的功能圖；

圖4是各個系統(tǒng)的例示性時序圖的圖形視圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明各實施例配置的系統(tǒng)的例示性編程流的圖形視圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明各實施例配置的例示性緩沖器的圖形視圖；

圖7A和圖7B是根據(jù)本發(fā)明各實施例的用于在非易失性存儲器中進行高效緩沖的例示性處理的流程圖；以及

圖8是根據(jù)本發(fā)明各實施例的用于確定在非易失性存儲器中是否進行緩沖的例示性處理的流程圖。

具體實施方式

給出了用于具有非易失性存儲器(“NVM”)的系統(tǒng)的高效緩沖的系統(tǒng)和方法。系統(tǒng)的控制電路可以使用啟發(fā)法來確定是否對從文件系統(tǒng)接收到的寫入命令進行緩沖。例如可以使用任何合適的啟發(fā)法，例如，寫入命令的大小、緊接在寫入命令之前分派出的寫入命令的數(shù)量、保存在隊列中的剩余寫入命令的數(shù)量、存儲器中可用空間的量、緩沖器的大小以及輸入/輸出(“I/O”)模式。

在某些實施例當(dāng)中，控制電路可以基于命令的大小來確定是否對寫入命令進行緩沖。例如，如果該控制電路確定該寫入命令是相對小的命令(例如，寫入命令的大小在預(yù)定閾值之下)，那么該控制電路可以為該寫入命令選擇緩沖路徑(例如，將該寫入命令傳送到存儲器的緩沖器中)。相反地，如果該控制電路確定該寫入命令是相對大的命令(例如，該寫入命令的大小超過了預(yù)定閾值)，那么該控制電路可以為該寫入命令選擇寫入路徑(例如，指示總線控制器將該寫入命令分派到NVM中)。

在某些實施例中，不是為小的寫入命令自動選擇緩沖路徑，而是控制電路可以使用額外的啟發(fā)法來確定是否可以將保存在隊列中的寫入命令在隊列中直接組合為多寫(write-multi)命令。一旦將寫入命令組合為多寫命令，該控制電路就可以直接將該多寫命令從隊列中經(jīng)過寫入路徑分派到NVM。

在其他實施例中，為了最大化并發(fā)性，該控制電路可以嘗試沿著緩沖器的頁對齊邊界在隊列中對寫入命令進行重新排序。結(jié)果，可以使得在后續(xù)的讀中讀取能量最小，這是因為用戶數(shù)據(jù)經(jīng)常以與該用戶數(shù)據(jù)被編程的對齊和粒度相同的對齊和粒度而被讀取。在進一步的實施例中，控制電路可以將緩沖的寫入命令與隊列寫入命令組合到同一批處理或者事務(wù)處理中，以提高系統(tǒng)效率。

圖1例示了電子設(shè)備100的框圖。在某些實施例中，電子設(shè)備100可以是或者可以包括便攜式媒體播放器、蜂窩電話、口袋大小的個人計算機、個人數(shù)字助理(“PDA”)、臺式計算機、膝上型計算機，以及任何其他合適類型的電子設(shè)備。