[发明专利]具有可重新配置的每单元位数的存储系统

说明书

一种存储器设备被设计为将数据存储在多级别存储单元(MLC存储单元)中。该存储器设备包括控制器，该控制器根据第一MLC密度或第二MLC密度将数据动态地写入存储单元。第二密度不如第一密度密集。例如，当存在足够的写入带宽从而以第一密度对存储单元进行编程时，控制器可以确定使用第一密度。当写入吞吐量增加时，控制器可以使用相同的程序过程和电压以第二密度而不是第一密度对相同的MLC存储单元进行编程。

技术领域

说明书总体上涉及存储设备，并且说明书更具体地涉及具有动态可变的每单元位数(number of bits per cell)的存储系统。

背景技术

存储设备制造商面临着增加新兴设备中可用的存储总量的压力。然而，随着设备的平面覆盖面积或厚度或两者的减小，存储装置的形状因子持续缩小。为了以较小的形状因子提供增加的存储，存储设备制造商努力增加存储设备的密度。

用于增加密度的一种机制是创建具有更多位的存储设备。另一机制是应用允许较高的每单元位数的技术。当使用可以存储多个位的位单元时，在密度与性能之间存在折中。即，具有越高密度的位单元花费越长的时间来编程。典型地，编程定时不是线性的，而是随着增加的每单元位数而呈指数增加。传统上，已经要求编程为显著更慢的，以确保在处理更精细的电压电平差异时所需要的精度，以及用于确保正确数据写入发生所需要的增加次数的验证操作。

传统的存储设备取决于每单元位数的密度来执行不同的程序操作。传统上，存储控制器具有单独的程序算法，以及用于控制单独的算法所需要的所有参数。

附图说明

以下描述包括对附图的讨论，这些附图具有通过实现方式的示例的方式给出的说明。应该通过示例而非限制的方式来理解附图。如本文所使用的，对一个或多个示例的引用应被理解为描述了包括在本发明的至少一种实现方式中的特定特征、结构或特性。本文中出现的诸如“在一个示例中”或“在替代示例中”之类的短语提供了本发明的实现方式的示例，并且不一定全部指代相同的实现方式。然而，这些短语也不一定相互排斥。

图1是在不同密度的多级别单元之间选择性地存储数据的系统的示例的框图。

图2是可以将数据选择性地存储为四级别单元、三级别单元或两级别单元的存储设备的示例的框图。

图3是针对TLC单元的阈值电压分布的示例的图。

图4是针对具有2通(2-pass)2-8编程序列的TLC单元的阈值电压分布的示例的图。

图5是针对QLC单元的阈值电压分布的示例的图。

图6是针对具有2通4-16编程序列的QLC单元的阈值电压分布的示例的图。

图7是针对具有3通2-8-16编程序列的QLC单元的阈值电压分布的示例的图。

图8是针对QLC NAND的程序波形的示例的图。

图9是针对基于4-16编程序列的QLC或两级别单元的程序序列的示例的流程图。

图10是针对具有2-8-16程序序列的QLC或TLC的程序序列的示例的流程图。

图11是基于针对QLC单元的4-16程序序列的TLC单元的4-8编程序列的阈值电压分布的示例的图。

图12A是用于QLC级别指派的1-2-4-8格雷码(Gray code)的示例的图。

图12B是用于QLC级别指派的1-2-6-6格雷码的示例的图。

图13是用于实现4-16QLC程序或4-8TLC程序的程序序列的示例的流程图。

图14是基于针对QLC单元的4-16程序序列的TLC单元的2-8程序序列的阈值电压分布的示例的图。