存儲系統(tǒng)和操作其的方法
【專利說明】存儲系統(tǒng)和操作其的方法
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求在2014年4月17日提交的10-2014-0046190號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其公開通過引用的方式全部并入此處。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例涉及存儲系統(tǒng)和操作其的方法，更加具體來說，涉及能夠根據(jù)溫度檢測結(jié)果以逐步方式控制操作性能的存儲系統(tǒng)和操作其的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]存儲系統(tǒng)一般可以分為易失性存儲系統(tǒng)和非易失性存儲系統(tǒng)。非易失性存儲器即使當(dāng)斷電也保留存儲在其中的數(shù)據(jù)，而易失性存儲器當(dāng)斷電時丟失數(shù)據(jù)。非易失性存儲器的例子包括只讀存儲器(ROM)、磁盤、光盤、閃存、電阻隨機存取存儲器(RRAM)、相變隨機存取存儲器(PRAM)和磁隨機存取存儲器(MRAM)。閃存指的是根據(jù)金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管的閾值電壓的變化存儲數(shù)據(jù)的存儲器，并且可以包括例如NAND和NOR閃存。
[0005]當(dāng)存儲系統(tǒng)以高性能水平操作時，存儲系統(tǒng)的內(nèi)部溫度升高，這會導(dǎo)致存儲系統(tǒng)的內(nèi)部元件故障或?qū)?nèi)部元件的損害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例提供一種能夠防止其內(nèi)部元件免于由于溫度的升高而受損的存儲系統(tǒng)和操作其的方法。
[0007]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例，一種操作存儲系統(tǒng)的方法，存儲系統(tǒng)包括存儲器控制器和存儲器件，所述方法包括:在存儲系統(tǒng)中存儲從外部位置(例如，從主機)接收到的溫度相關(guān)的性能水平信息；將存儲系統(tǒng)的操作性能水平設(shè)置為第一性能水平；檢測存儲系統(tǒng)的內(nèi)部溫度；和根據(jù)溫度檢測結(jié)果在存儲器控制器的控制下基于溫度相關(guān)的性能水平信息將存儲系統(tǒng)的性能水平調(diào)節(jié)為第二性能水平，而不管主機的外部控制。
[0008]溫度相關(guān)的性能水平信息可以包括表信息，表信息包括與相應(yīng)于多個溫度范圍的性能水平相關(guān)的信息。
[0009]溫度相關(guān)的性能水平信息可以是在存儲系統(tǒng)的啟動操作或運行時操作期間從主機接收。
[0010]所述方法還可以包括存儲檢測到的溫度值為當(dāng)前溫度信息，和用與檢測到的溫度值相應(yīng)的性能水平信息更新當(dāng)前性能水平信息。
[0011 ] 可以基于溫度相關(guān)的性能水平信息改變存儲系統(tǒng)的內(nèi)部時鐘的頻率。
[0012]與從主機接收到的第一命令相應(yīng)的第一確認命令的延遲可以基于溫度相關(guān)的性能水平信息而改變。
[0013]所述存儲系統(tǒng)可以包括多個存儲芯片，和多個存儲芯片當(dāng)中將同時存取的存儲芯片的數(shù)目可以基于溫度相關(guān)的性能水平信息而改變。
[0014]所述方法還可以包括:響應(yīng)于來自主機的請求發(fā)送當(dāng)前性能水平信息，從主機接收性能設(shè)置信息；和基于性能設(shè)置信息在一性能水平上執(zhí)行存儲操作而不論存儲在存儲系統(tǒng)中的溫度相關(guān)的性能水平信息。
[0015]所述存儲系統(tǒng)可以包括固態(tài)硬盤(SSD)或存儲卡。
[0016]所述溫度相關(guān)的性能水平信息可以包括相應(yīng)于溫度范圍的時間信息，和當(dāng)所述存儲系統(tǒng)的內(nèi)部溫度保持在特定溫度范圍中達預(yù)定時間時，所述存儲系統(tǒng)的操作性能水平可以基于相應(yīng)于特定溫度范圍的時間信息被調(diào)節(jié)為第二性能水平。
[0017]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例，一種操作存儲系統(tǒng)的方法，存儲系統(tǒng)包括存儲器控制器和存儲器件，所述方法包括:響應(yīng)于接收第一命令發(fā)送與存儲系統(tǒng)的溫度相關(guān)的第一信息；接收并且存儲與第一信息關(guān)聯(lián)的第一性能水平信息；在與第一性能水平信息相應(yīng)的第一性能水平上執(zhí)行存儲系統(tǒng)的操作；響應(yīng)于接收第一命令發(fā)送與所述存儲系統(tǒng)的溫度相關(guān)的第二信息；接收并且存儲與第二信息關(guān)聯(lián)的第二性能水平信息；和在與第二性能水平信息相應(yīng)的第二性能水平上執(zhí)行存儲系統(tǒng)的操作。
[0018]第一命令可以是讀命令或?qū)懨睢?br>[0019]第一命令可以是在存儲系統(tǒng)與主機之間預(yù)先安排的命令，不管存儲系統(tǒng)的操作如何。
[0020]從所述存儲系統(tǒng)發(fā)送確認命令到主機的延遲可以根據(jù)第一性能水平和第二性能水平而改變。
[0021]所述方法還可以包括:根據(jù)溫度的改變用第二信息更新存儲器中的第一信息，以及根據(jù)溫度的改變用第二性能水平信息更新存儲器中的第一性能水平信息。
[0022]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例，一種操作存儲系統(tǒng)的方法，存儲系統(tǒng)包括存儲器控制器和至少一個非易失性存儲器件，所述方法包括:在存儲系統(tǒng)中存儲從布置在存儲系統(tǒng)外部的主機接收到的溫度相關(guān)的性能水平信息；將存儲系統(tǒng)的操作性能水平設(shè)置為第一性能水平；根據(jù)第一性能水平操作存儲器控制器和所述至少一個非易失性存儲器件；檢測存儲系統(tǒng)的內(nèi)部溫度；和將所述存儲系統(tǒng)的操作性能水平改變?yōu)椴煌诘谝恍阅芩降牡诙阅芩?。由所述存儲系統(tǒng)的存儲器控制器改變操作性能水平，并且所述改變操作性能水平是基于溫度相關(guān)的性能水平信息和檢測到的內(nèi)部溫度的。
[0023]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例，一種操作存儲系統(tǒng)的方法，存儲系統(tǒng)包括存儲器控制器和至少一個非易失性存儲器件，所述方法包括:響應(yīng)于在存儲系統(tǒng)中接收第一命令發(fā)送與存儲系統(tǒng)的溫度相關(guān)的第一信息；接收并且存儲與第一信息關(guān)聯(lián)的第一性能水平信息；在與第一性能水平信息相應(yīng)的第一性能水平上執(zhí)行存儲系統(tǒng)的第一操作；響應(yīng)于在存儲系統(tǒng)中接收第一命令發(fā)送與所述存儲系統(tǒng)的溫度相關(guān)的第二信息；接收并且在所述存儲系統(tǒng)中存儲與第二信息關(guān)聯(lián)的第二性能水平信息；和在與第二性能水平信息相應(yīng)的第二性能水平上執(zhí)行存儲系統(tǒng)的第二操作。
[0024]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例，存儲系統(tǒng)包括被配置為控制至少一個非易失性存儲器件的存儲器控制器。所述存儲器控制器包括:性能表，被配置為存儲從布置在存儲系統(tǒng)外部的主機接收到的溫度相關(guān)的性能水平信息；和溫度傳感器，被配置為檢測存儲系統(tǒng)的內(nèi)部溫度。所述存儲系統(tǒng)的操作性能水平由存儲器控制器基于存儲在性能表中的溫度相關(guān)的性能水平信息和由溫度傳感器檢測的內(nèi)部溫度，從第一性能水平變化為不同于第一性能水平的第二性能水平。
[0025]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例，存儲系統(tǒng)包括被配置為控制至少一個非易失性存儲器件的存儲器控制器。所述存儲器控制器包括:溫度傳感器，被配置為檢測存儲系統(tǒng)的內(nèi)部溫度；和存儲單元，被配置為存儲存儲系統(tǒng)的內(nèi)部溫度和相應(yīng)于內(nèi)部溫度信息的性能水平信息。所述存儲器控制器被配置為響應(yīng)于從主機接收第一命令發(fā)送由所述溫度傳感器檢測的內(nèi)部溫度信息到布置在存儲系統(tǒng)外部的主機，在所述存儲單元中存儲與內(nèi)部溫度信息相應(yīng)的第一性能水平信息，和在相應(yīng)于第一性能水平信息的第一性能水平上執(zhí)行存儲系統(tǒng)操作。
[0026]根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思和示范性實施例，一種操作存儲系統(tǒng)的方法，存儲系統(tǒng)包括存儲器控制器和至少一個非易失性存儲器件，所述方法包括:在所述存儲系統(tǒng)中接收來自布置在所述存儲系統(tǒng)外部的主機的溫度相關(guān)的性能水平信息；將所述存儲系統(tǒng)的操作性能水平設(shè)置為第一性能水平；根據(jù)第一性能水平操作所述存儲器控制器和所述至少一個非易失性存儲器件；檢測所述存儲系統(tǒng)的內(nèi)部溫度；和基于溫度相關(guān)的性能水平信息和檢測到的內(nèi)部溫度調(diào)節(jié)所述存儲系統(tǒng)的操作性能水平為低于第一性能水平的第二性能水平而不受主機的干涉。
【附圖說明】
[0027]本發(fā)明構(gòu)思的上述及其他特征將通過參考附圖詳細描述其示范性實施例而變得更加明顯，附圖中:
[0028]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例的、包括存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的實施例的框圖。
[0029]圖2是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例的、圖1的存儲器控制器的實施例的框圖。
[0030]圖3是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例的、圖1的非易失性存儲器件的詳細框圖。
[0031]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例的、使用固態(tài)硬盤(SSD)實現(xiàn)圖1的非易失性存儲系統(tǒng)的例子的框圖。
[0032]圖5是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例的、使用存儲卡實現(xiàn)的圖1的非易失性存儲系統(tǒng)的例子的框圖。
[0033]圖6是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例的、包括在非易失性存儲系統(tǒng)的存儲器控制器的框圖。
[0034]圖7A到圖7C是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例的、存儲器控制器的性能水平調(diào)節(jié)操作的例子的框圖。
[0035]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例的、圖7的存儲器控制器的操作的例子的波形圖。
[0036]圖9A到圖9D是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例的、存儲器控制器的性能水平調(diào)節(jié)操作的例子的框圖。
[0037]圖10是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例的、圖9的存儲器控制器的操作的例子的波形圖。
[0038]圖11是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例的存儲系統(tǒng)的操作流程圖。
[0039]圖12是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例的存儲系統(tǒng)的操作流程圖。
[0040]圖13是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例的存儲系統(tǒng)的操作流程圖。
[0041]圖14是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例的、操作存儲系統(tǒng)的方法的流程圖。
[0042]圖15是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例的、操作存儲系統(tǒng)的方法的流程圖。
[0043]圖16是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例的、操作存儲系統(tǒng)的方法的流程圖。
[0044]圖17是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例的、包括非易失性存儲系統(tǒng)的計算系統(tǒng)的框圖。
[0045]圖18是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例的、包括存儲系統(tǒng)的計算機系統(tǒng)的框圖。
[0046]圖19A和圖19B是示出使用三維NAND閃存實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例的存儲系統(tǒng)的例子的圖。
[0047]圖20是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例的、包括主機和非易失性存儲系統(tǒng)的移動終端的例子的圖。
【具體實施方式】
[0048]將參考附圖更加全面地描述本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例。同樣的參考標(biāo)記貫穿附圖可以指代同樣的元素。在附圖中，結(jié)構(gòu)的尺寸度為了清楚而可能夸大。如這里所使用的，術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)聯(lián)的所列項中任意一個或全部組合。
[0049]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例的、包括存儲系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的實施例的框圖。參照圖1，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)10可以包括主機100和存儲系統(tǒng)200。圖1中所示的存儲系統(tǒng)200可以在包括數(shù)據(jù)處理功能的各種系統(tǒng)中利用。各種系統(tǒng)可以是包括例如移動設(shè)備的各種器件，移動設(shè)備諸如智能手機或平板計算機。但是，各種器件不限制于此。
[0050]存儲系統(tǒng)200可以包括各種類型的存儲器件。這里，本發(fā)明構(gòu)思的示范性實施例將被描述為包括是非易失性存儲器的存儲器件，但是，示范性實施例不限制于此。例如，存儲系統(tǒng)200可以包括是易失性存儲器的存儲器件。
[0051]根據(jù)示范性實施例，存儲系統(tǒng)200可以包括非易失性存儲器器件，諸如像只讀存儲器(R0M)、磁盤、光盤、閃存等等。閃存可以是根據(jù)金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的閾值電壓的變化存儲數(shù)據(jù)的存儲器，并且可以包括例如NAND和NOR閃存。存儲系統(tǒng)200可以使用包括非易失性存儲器件的存儲卡實現(xiàn)，諸如像嵌入式多媒體卡(eMMC)、安全數(shù)字(SD)卡、微SD卡或通用閃存(UFS)，或者存儲系統(tǒng)200可以使用例如包括非易失性存儲器件的SSD實現(xiàn)。這里，將假定存儲系統(tǒng)200是非易失性存儲系統(tǒng)來描述存儲系統(tǒng)200的結(jié)構(gòu)和操作，但是，存儲系統(tǒng)200不限制于此。主機100可以包括例如安裝在例