[发明专利]非易失性存储器裸片接口的数据传送速度的动态调整

说明书

一种电路，其配置成动态地调整用于非易失性存储器裸片接口的数据传送速度。所述电路包含初始化电路、控制电路、开关电路以及读写电路。所述初始化电路配置成加载多层级单元设置，所述设置针对配置成每存储单元存储多于一个位的存储单元配置用于数据传送的存储器接口。所述控制电路配置成接收参考存储器裸片的单层级存储单元的读取命令。所述开关电路配置成响应于接收到所述读取命令，将所述存储器接口的设置从所述多层级单元设置切换到单层级单元设置。所述读写电路配置成使用所述单层级单元设置从所述存储器裸片读取用于所述读取命令的数据。

背景技术

例如快闪存储器的非易失性存储器系统已广泛用于商业和消费型产品中。可找到呈不同形式的快闪存储器，例如呈可在主机装置之间携载的便携式存储卡的形式或作为嵌入于主机装置中的固态磁盘(SSD)。业界不断地要求例如NAND快闪的SSD装置具有较大的存储容量和较快的存储器访问速度。

为增大存储容量，许多NAND快闪装置实施每存储单元能够存储多个数据位，而非单个二进制数据位(即，单层级存储单元或“SLC”)的存储单元结构(即，多层级存储单元或“MLC”)。“存储单元”指代配置成在感测、读取或检测存储介质以确定由存储器单元的可确定特性存储或表示的二进制值时，借助于存储介质的可确定特性来表示一个或多个二进制值的一种类型的存储介质。存储单元和存储器单元在本文中可互换地使用。

用于将数据存储在存储器单元中的可确定特性的类型可取决于使用的存储器或存储技术的类型而变化。例如，在其中每一存储器单元包括具有源极引线、漏极引线以及栅极的晶体管的快闪存储器单元中，可确定特性为在施加于栅极时使存储器单元在漏极引线与源极引线之间传导电流的电压电平。在此实例中，电压电平在本文中称为阈值电压。阈值电压也可称为控制栅极参考电压(CGRV)、读取电压或参考电压。

可确定物理特性的实例包含但不限于晶体管的阈值电压、存储器单元的电阻电平、通过存储器单元的电流电平、磁极定向、自旋转移力矩等。

“阈值”指代高于其条件为真或将发生且低于其条件不为真或将不发生的电平、点、量值、强度或值。(在Merriam-Webster.com上搜索“阈值”。Merriam-Webster，2019年。网页。2019年11月14日编辑。)

各种存储单元容量可能会引起多种访问速度考虑因素。随着NAND快闪SLC编程速度的改进，程序性能的相对开销可能会受到NAND快闪与系统控制器之间的数据传送速度的影响。对NAND快闪存储器中的一组存储单元的单个编程操作相比用于同一组存储单元的读取操作通常可能耗时较长。通过读取操作比编程操作更为常见这一事实，可跨越典型存储操作平衡此通常较高的程序延迟。换句话说，写入数据可能比读取相同的数据花费较多的时间，但某些数据可能需要写入一次，且随后再读取多次。

“存储操作”指代为变化或获得由存储器单元的状态特性表示的数据值而在存储器单元上执行的操作。存储操作的实例包含(但不限于)从存储器单元读取数据(或感测存储器单元的状态)、将数据写入(或编程)到存储器单元，和/或将存储于存储器单元中的数据擦除。

程序性能开销可指读取操作相对于编程操作所花费的时间百分比。例如，在数据传送速度/速率为533MB/s的切换模式(TM)NAND快闪接口处，从SLC存储器读取32KB数据可能花费约58us，而32KB的SLC编程时间可为约100us，从而因此产生了约58％的开销。

MLC存储器编程时间相比SLC存储器编程通常可花费较长时间，这是由于前面提到的理解——数据写入可能会花费相对较长的时间，再加上数据可能会被两次、三次、四次或较多次写入到相同数目的存储单元的事实。然而，SLC与MLC存储器结构之间的读取时间差异可能极小。因此，MLC存储器的传送时间开销可能比SLC存储器低得多，因为特定量数据的传送或读取时间可能占编程或写入时间的甚至较小百分比。