[發明專利]存儲器設備及方法

有效

• 申請號: 201610986874.8
• 申請日: 2016-11-09
• 公開（公告）號: CN107025179B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 莫尼什·沙阿
• 申請（專利權）人: 谷歌有限責任公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02;G06F13/16
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 李佳;穆德駿

本發明涉及存儲器設備及方法。一種存儲器設備，包括多個NAND閃存芯片、與NAND閃存芯片數據通信的動態隨機存取存儲器(DRAM)部、和控制器。每個NAND閃存芯片具有第一存儲容量，且包括存儲器區段，每個存儲器區段包括多個頁。DRAM部具有第二存儲容量，第二存儲容量至少與第一存儲容量一樣大。控制器被配置為選擇NAND閃存芯片中的一個NAND閃存芯片作為當前選擇的NAND閃存芯片以用于寫數據的，將在當前選擇的NAND閃存芯片中的所有有效頁復制到DRAM部中，且響應于對邏輯存儲器位置的寫請求，邏輯存儲器位置映射到在NAND閃存芯片的一個中的特定物理位置，分配當前選擇的NAND閃存芯片以用于寫到包括特定物理位置的特定頁。

技術領域

本說明書總體涉及存儲器系統。

背景技術

可以使用各種各樣的存儲器設備來為各種計算機和類似系統維持和存儲數據和指令。在傳統計算系統中，已經典型地采用動態隨機存取存儲器(DRAM)技術來操作計算機的動態存儲器以便用于用以高速操作的應用。然而，計算機系統中作為主存儲器使用的DRAM已經不再像過去那樣迅速擴展了。因此，DRAM存儲器已經成為計算環境中受限的資源。

為了解決受限的DRAM，可以使用盤驅動器作為交換空間來將不頻繁使用的存儲器數據從DRAM復制出到盤驅動器。所述數據可以在下一次使用的時候被復制回DRAM。然而，通常，這個過程具有嚴重的性能后果。因此，在現代服務器中很少使用這個過程。為了解決這些性能后果，可以使用基于NAND閃存的固態驅動器(SSD)作為交換空間。然而，即使使用基于NAND閃存的SSD也可能對性能具有不被期望的影響。例如，基于閃存的存儲器具有某些的限制，包括更慢的數據寫時間以及與不得不更新整個扇區(而不是如在針對主存儲器整個采用DRAM的傳統系統中更新獨立地址)相關聯的延遲。

發明內容

在本說明書中描述的本公開主題的一個創新方面被具體體現在一種存儲器設備，所述存儲器設備包括多個NAND閃存芯片、與所述NAND閃存芯片數據通信的動態隨機存取存儲器(DRAM)部和控制器。所述多個NAND閃存芯片中的每個NAND閃存芯片包括存儲器區段，使得每個存儲器區段包括多個頁，并且每個NAND閃存芯片具有第一存儲容量。所述DRAM部具有第二存儲容量，所述第二存儲容量至少與所述多個NAND閃存芯片中的每個NAND閃存芯片的所述第一存儲容量一樣大。所述控制器被配置為選擇所述NAND閃存芯片中的一個NAND閃存芯片作為當前選擇的NAND閃存芯片以用于寫數據，且將在所述當前選擇的NAND閃存芯片中的所有有效頁復制到所述DRAM部中。所述控制器也被配置為用于：響應于對邏輯存儲器位置的寫請求，所述邏輯存儲器位置被映射到所述NAND閃存芯片中的一個NAND閃存芯片中的特定物理位置，分配所述當前選擇的NAND閃存芯片以用于寫到包括所述特定物理位置的特定頁。

在某些實施方式中，所述控制器被配置為選擇所述多個NAND閃存芯片中的另一個NAND閃存芯片作為排隊的NAND閃存芯片以用于在所述當前選擇的NAND閃存芯片被識別為滿之后寫數據，以及將在所述排隊的NAND閃存芯片中的所有有效頁復制到所述DRAM部中。在某些實施方式中，所述控制器被配置為響應于對于訪問存儲在所述多個NAND閃存芯片中的特定頁的請求，而將所述特定頁從所述多個NAND閃存芯片讀入到包括DRAM的主存儲器。

在本說明書中描述的本公開主題的一個創新方面被具體體現在一種方法中，所述方法包括以下動作：選擇所述NAND閃存芯片中的一個NAND閃存芯片作為當前選擇的NAND閃存芯片以用于寫數據，每個NAND閃存芯片具有第一存儲容量且包括存儲器區段，且每個存儲器區段包括多個頁；以及將在所述當前選擇的NAND閃存芯片中的所有有效頁復制到與所述NAND閃存芯片數據通信的動態隨機存取存儲器(DRAM)部，所述DRAM部具有第二存儲容量，所述第二存儲容量至少與所述多個NAND閃存芯片的每個NAND閃存芯片的所述第一存儲容量一樣大；以及響應于對映射到邏輯存儲器位置的寫請求，所述邏輯存儲器位置被映射到所述NAND閃存芯片中的一個NAND閃存芯片中的特定物理位置，分配所述當前選擇的NAND閃存芯片以用于寫到包括所述特定物理位置的特定頁。