[发明专利]集成闪存的高带宽存储器设备

权利要求书

1.一种用于具有主机处理器的处理设备的混合高速缓存存储器，所述混合高速缓存存储器包括：

高带宽存储器HBM，包括HBM管芯堆叠并被配置为存储主机数据；

非易失性存储器NVM，包括在同一封装中与所述HBM管芯堆叠物理集成的NVM管芯堆叠并被配置为存储HBM处的主机数据的副本；以及

高速缓存控制器，被配置为与主机处理器进行双向通信，并且管理HBM和NVM之间的数据传输，并且响应于从主机处理器接收到的命令来管理混合高速缓存存储器和主机处理器之间的数据传输，

其中，所述HBM管芯堆叠和所述NVM管芯堆叠竖直地堆叠在同一高速缓存控制器上并由同一高速缓存控制器物理地支撑，并且沿所述高速缓存控制器的一侧相对于彼此横向布置，所述HBM管芯堆叠通过多个硅通孔TSV电耦接到所述高速缓存控制器，并且所述NVM管芯堆叠通过接合线连接耦接到所述高速缓存控制器。

2.根据权利要求1所述的混合高速缓存存储器，其中，响应于从主机处理器接收到写入命令，所述高速缓存控制器被配置为：

确定HBM内有足够的空间来存储输入的主机数据；

响应于所述确定，将输入的主机数据存储在HBM中；以及

将存储的主机数据复制到NVM。

3.根据权利要求1所述的混合高速缓存存储器，其中，响应于从主机处理器接收到写入命令，所述高速缓存控制器被配置为：

确定HBM内没有足够的空间来存储输入的主机数据；

响应于所述确定，删除存储在HBM处的最早访问的数据，以便在HBM内创建足够的空间来容纳输入的主机数据的存储；

将输入的主机数据存储在HBM中；以及

将存储的主机数据复制到NVM。

4.根据权利要求3所述的混合高速缓存存储器，其中，所述高速缓存控制器被配置为当不参与为主机命令服务时复制存储的主机数据。

5.根据权利要求3所述的混合高速缓存存储器，其中，所述高速缓存控制器被配置为与将输入的主机数据存储在HBM中同时地将存储的主机数据复制到NVM。

6.根据权利要求1所述的混合高速缓存存储器，其中，所述高速缓存控制器与HBM和NVM集成在同一封装内。

7.根据权利要求1所述的混合高速缓存存储器，其中，所述主机处理器在所述封装外部。

8.根据权利要求1所述的混合高速缓存存储器，其中，所述HBM管芯堆叠通过多个硅通孔TSV电耦接在一起。

9.根据权利要求1所述的混合高速缓存存储器，还包括：存储器基板，位于高速缓存控制器和NVM之间，并被配置为在高速缓存控制器和NVM之间路由电信号，以及

其中，所述存储器基板通过接合线电耦接到NVM，并且通过引脚、通孔或焊球电耦接到高速缓存控制器。

10.根据权利要求1所述的混合高速缓存存储器，其中，所述HBM表现出比所述NVM更高的数据存取带宽，并且所述NVM表现出比所述HBM更大的数据存储容量。