[发明专利]基于信用的命令调度

说明书

本发明涉及一种基于信用的命令调度。一种存储器系统包含存储器控制器，所述存储器控制器具有实施于硬件逻辑块中的存储体命令调度器及包含功率预算寄存器及信用寄存器的功率预算控制器。所述硬件逻辑块能够确定队列中待经由信道发射到存储器组的命令，估计所述命令的功率消耗值，且查询所述功率预算控制器以确定所述功率消耗值是否在阈值内。如果所述功率消耗值在所述阈值内，那么所述硬件逻辑块从所述功率预算控制器接收准予响应，将所述功率消耗值添加到信用寄存器值，经由所述信道发射所述命令，且将指示已执行所述命令且应从所述信用寄存器值减去所述功率消耗值的信号发射到所述功率预算控制器。

技术领域

本发明大体上涉及用以经由存储器系统中的多个信道及存储器装置的存储体在功率预算内调度命令传递的系统及方法。

背景技术

固态驱动器(SSD)包含连接到多个NAND闪存器装置的存储器控制器，所述多个NAND闪存器装置被组织成具有处理命令及操作的裸片存储体的多个信道。SSD包含调度器，所述调度器确定应横越多个信道将包含读取、写入及擦除命令的命令发出到在给定时间并行运行的多个存储体的次序。横越SSD的并行性允许实现SSD的高性能。在给定时间横越所有裸片消耗的总功率可能超出SSD的电源的最大功率容量。在传统上，已使用软件来实施SSD中的功率节流措施，例如通过限制队列中的待处理NAND闪存器操作的总数目来管理功率消耗。将由软件通过计算由调度器发射的每一操作的平均功率消耗的总数来确定功率消耗估计值。基于传统软件的功率节流法不足以高效地管理现代SSD的功率预算，这是由于命令的硬件调度的时序与软件操作并非紧密相关。

如传统上应用于SSD的软件节流提供使性能显著降级的保守方法。软件功率节流并非实时进行，而是依赖于如在软件处接收到的命令发出时序及报告时序，因此软件无法确切知道NAND闪存器操作何时开始或结束。在软件检测的时序与实际操作的时序之间可能存在相当大的间隔。

在功率节流中使用的软件还缺少关于命令的目的地存储体的信息及由软件批准的命令的历史。软件可批准在功率消耗预算内的多个命令，但在一些情况下，所有经批准命令经由单个信道依序发射，从而低效地利用SSD的资源及功率预算。

此外，在传统基于软件的功率节流系统中，命令的所估计功率消耗不包含高效使用SSD资源所需的粒度级别。举例来说，不考虑传统基于软件的功率节流系统中的I/O切换功率消耗。在现代系统中，此情况可能导致严重低估给定命令的功率消耗，这是因为来自I/O切换的功率消耗的贡献随着现代装置的I/O速度变快而增大。

最后，在软件功率节流内的NAND操作的电流耗散模型传统上包含静态值的简单平均值，且不考虑在使用SSD期间的耗散变化。

因此，长久以来，需要校正现代系统所固有的问题。

发明内容

在一方面中，一种存储器系统包含存储器控制器，所述存储器控制器具有实施于硬件逻辑块中的存储体命令调度器及包含预算寄存器及信用寄存器的功率预算控制器两者。所述存储器控制器还包含具有I/O总线的存储器组及将所述I/O总线连接到所述存储器控制器的信道。所述信道经配置以在所述存储器组与所述存储器控制器之间发射数据，且将命令从所述存储器控制器发射到所述存储器组。所述硬件逻辑块确定队列中待发射到所述存储器组的第一命令，估计所述第一命令的第一功率消耗值，且查询所述功率预算控制器以确定所述第一功率消耗值是否满足阈值。如果第一功率消耗值满足阈值，那么所述硬件逻辑块经由所述信道将所述第一命令发射到所述存储器组，且将指示已执行所述第一命令的信号发射到所述功率预算控制器。