[发明专利]具有开关的相变存储器(PCMS)的元数据管理和支持

说明书

技术领域

一般来说，本公开涉及电子领域。更具体来说，本发明的一些实施例一般涉及PCMS(具有开关的相变存储器)装置的元数据的管理和/或支持。

背景技术

随着处理能力在处理器中得到增强，一个问题是可由处理器来访问存储器的速度。例如，为了处理数据，处理器可需要首先从存储器来取数据。在处理完成之后，结果可需要存储在存储器中。因此，存储器速度能够对整体系统性能具有直接影响。

另一个重要考虑因素是功率消耗。例如，在依靠电池电力的移动计算装置中，非常重要的是降低功率消耗，以便允许装置在移动的同时进行操作。功率消耗对于非移动计算装置也是重要的，因为过度功率消耗可增加成本(例如，由于附加电力使用，增加冷却要求等)、缩短组件寿命、限制可使用装置的位置等。

硬盘驱动器提供较低成本的存储解决方案，并且在许多计算装置中用来提供非易失性存储。但是，与闪速存储器相比，磁盘驱动器使用许多电力，因为磁盘驱动器需要以较高速度使其磁盘自旋，并且相对于自旋磁盘来移动磁盘磁头以读取/写入数据。所有这种物理移动生成热量，并且增加功率消耗。为此，一些高端移动装置正朝非易失性的闪速存储器装置迁移。但是，闪速存储器具有多个缺点，包括例如改变位状态的较大电压电平要求、因电荷泵斜升的要求引起的写入时间的延迟、每次必须擦除单元块等。

附图说明

参照附图提供详细描述。附图中，参考标号最左边的数字标识首次出现该参考标号的附图。不同附图中的相同参考标号的使用表示相似或相同项。

图1、图6和图7示出计算系统的实施例的框图，其可用来实现本文所述的各个实施例。

图2示出按照一些实施例、可用来在SMA与PCMS地址之间进行转化的组件的框图。

图3示出按照一个实施例的存储系统的部分。

图4示出按照一个实施例的地址乘法器逻辑。

图5示出按照一个实施例、两个PCMS管芯上的数据布局。

具体实施方式

在以下描述中，提出许多具体细节，以便提供对各个实施例的透彻了解。但是，即使没有具体细节也可实施本发明的各个实施例。在其它情况下，没有详细描述众所周知的方法、过程、组件和电路，以免影响对本发明的具体实施例的理解。此外，可使用诸如集成半导体电路(“硬件”)、组织为一个或多个程序的计算机可读指令(“软件”)或者硬件和软件的某种组合之类的各种部件，来执行本发明的实施例的各个方面。为了便于本公开，对“逻辑”的提法将表示硬件、软件或者它们的某种组合。

具有开关的相变存储器(PCMS)是另一种类型的非易失性存储器，其与闪速存储器装置相比，可提供较高性能和/或耐久性。例如，PCMS允许在无需首先擦除整个单元块的情况下改变单个位，PCMS结构可更缓慢地降级，PCMS数据状态可保留较长期间，并且PCMS是更为可缩放的。

一些实施例涉及PCMS装置的元数据的管理和/或支持。但是，本文所述的实施例并不局限于PCMS，而是可适用于任何类型的就地(in place)写入非易失性存储器、例如相变存储器(PCM)。相应地，术语“PCMS”和“PCM”在本文中是可互换的。在一个实施例中，PCMS装置访问经过地址间接表(AIT)来转化。除了到PCMS地址的转化，AIT表可提供例如可适用于转化的元数据信息的存储。元数据可包括与PCMS中被引用的数据的类型和使用有关的信息，例如以帮助管理PCMS装置。

在一些实施例中，PCMS的某些特定用途使用PCMS所提供的独特能力(例如其加载/存储能力)来改进存储解决方案的性能。例如，在混合存储装置中，PCMS用于元数据存储，并且将比较廉价的NAND用于数据存储。

在一个实施例中，元数据用于PCMS实现中的纠错。例如，执行地址计算，以将所请求数据位置转换成装置地址。这个灵活实施例可根据所需的基本块以及所要求的ECC保护等级来增长或调整。

在一些实施例中，提供用于对PCMS盘缓存的原子元数据支持的提供的技术。对于盘缓存，原子元数据的使用可解决对回写缓存的断电问题。这种上下文中的原子元数据定义为被存储的n字节的缓存算法元数据连同NVM介质确保的m字节的用户数据按照断电安全方式来写入。