相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2016年1月14日提交的申請?zhí)枮?0-2016-0004725的韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其全部公開通過引用并入本文。

本發(fā)明的示例性實(shí)施例涉及一種包括存儲(chǔ)器裝置的存儲(chǔ)器系統(tǒng)和該存儲(chǔ)器系統(tǒng)的操作方法。

背景技術(shù)：

計(jì)算機(jī)環(huán)境范式已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌螂S時(shí)隨地使用的普適計(jì)算系統(tǒng)。由此，便攜電子設(shè)備，諸如移動(dòng)電話、數(shù)碼相機(jī)以及筆記本電腦的使用已經(jīng)快速地增加。這些便攜電子設(shè)備一般采用具有一個(gè)或多個(gè)用作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的存儲(chǔ)器裝置的存儲(chǔ)器系統(tǒng)。存儲(chǔ)器系統(tǒng)用作便攜電子設(shè)備的主存儲(chǔ)器裝置或者輔助存儲(chǔ)器裝置。

由于使用存儲(chǔ)器裝置的存儲(chǔ)器系統(tǒng)不具有活動(dòng)部件，所以使用存儲(chǔ)器裝置的存儲(chǔ)器系統(tǒng)提供優(yōu)秀的穩(wěn)定性、持久性、高信息存取速度、以及低功耗。具有這樣的優(yōu)勢的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的實(shí)例包括通用串行總線(usb)存儲(chǔ)器裝置、具有各種接口的存儲(chǔ)卡、以及固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(ssd)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

各種實(shí)施例涉及一種具有最小化的復(fù)雜度和性能退化并且能夠使存儲(chǔ)器裝置的使用效率最大化的存儲(chǔ)器系統(tǒng)，以及該存儲(chǔ)器系統(tǒng)的操作方法。

在一個(gè)實(shí)施例中，一種存儲(chǔ)器系統(tǒng)，可以包括：存儲(chǔ)器裝置；以及控制器，其適用于：響應(yīng)于命令對存儲(chǔ)器裝置執(zhí)行命令操作，計(jì)算對應(yīng)于命令的前臺(tái)操作負(fù)載，計(jì)算用于命令操作的存儲(chǔ)器裝置的可用存儲(chǔ)器負(fù)載，并且基于前臺(tái)操作負(fù)載和可用存儲(chǔ)器負(fù)載動(dòng)態(tài)地確定命令操作的優(yōu)先級(jí)和負(fù)載。

命令可以包括讀取命令和寫入命令中的至少一個(gè)，并且前臺(tái)操作負(fù)載可以包括對應(yīng)于讀取命令的前臺(tái)讀取操作負(fù)載和對應(yīng)于寫入命令的前臺(tái)寫入操作負(fù)載中的至少一個(gè)。

命令操作可以包括讀取操作和寫入操作，并且可用存儲(chǔ)器負(fù)載可以包括讀取操作的讀取存儲(chǔ)器可用負(fù)載和寫入操作的寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載。

控制器可以進(jìn)一步計(jì)算涉及當(dāng)前執(zhí)行的后臺(tái)操作的存儲(chǔ)器裝置的后臺(tái)操作負(fù)載。

控制器可以進(jìn)一步基于讀取操作和寫入操作的存儲(chǔ)器裝置的參數(shù)、后臺(tái)操作負(fù)載和前臺(tái)讀取和寫入操作負(fù)載來計(jì)算存儲(chǔ)器裝置的最大讀取和寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載。

控制器可以基于最大讀取和寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載和讀取和寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載動(dòng)態(tài)地確定讀取操作和寫入操作的優(yōu)先級(jí)和負(fù)載。

存儲(chǔ)器裝置包括：多個(gè)頁面、包括多個(gè)頁面的多個(gè)存儲(chǔ)塊、包括多個(gè)存儲(chǔ)塊的多個(gè)平面以及包括多個(gè)平面的多個(gè)存儲(chǔ)器管芯；以及控制器，其可以確定存儲(chǔ)器管芯、平面、存儲(chǔ)塊和頁面中的至少一個(gè)的大小或者數(shù)量作為讀取操作和寫入操作的負(fù)載。

當(dāng)僅從主機(jī)提供讀取命令時(shí)，控制器可以確定最大讀取存儲(chǔ)器可用負(fù)載作為讀取操作的負(fù)載，并且中，當(dāng)僅從主機(jī)提供寫入命令時(shí)，控制器可以確定最大寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載作為寫入操作的負(fù)載。

控制器可以基于讀取操作和寫入操作的讀取和寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載調(diào)整讀取操作和寫入操作的負(fù)載。

控制器可以包括：第一計(jì)算單元，其適用于計(jì)算前臺(tái)讀取和寫入操作負(fù)載；第二計(jì)算單元，其適用于計(jì)算后臺(tái)操作負(fù)載；監(jiān)測單元，其適用于提供監(jiān)測讀取操作和寫入操作計(jì)算讀取和寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載；計(jì)算單元，其適用于計(jì)算最大讀取和寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載；以及調(diào)度單元，其適用于動(dòng)態(tài)地確定讀取操作和寫入操作的優(yōu)先級(jí)和負(fù)載。

參數(shù)可以包括：用于讀取操作的存儲(chǔ)器裝置的大小和時(shí)間間隔，以及用于寫入操作的存儲(chǔ)器裝置的大小和時(shí)間間隔。

在一個(gè)實(shí)施例中，一種具有存儲(chǔ)器裝置的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的操作方法，所述方法可以包括：響應(yīng)于命令對存儲(chǔ)器裝置執(zhí)行命令操作，計(jì)算對應(yīng)于命令的前臺(tái)操作負(fù)載，計(jì)算用于命令操作的存儲(chǔ)器裝置的可用存儲(chǔ)器負(fù)載，并且基于前臺(tái)操作負(fù)載和可用存儲(chǔ)器負(fù)載動(dòng)態(tài)地確定命令操作的優(yōu)先級(jí)和負(fù)載。

命令可以包括讀取命令和寫入命令中的至少一個(gè)，前臺(tái)操作負(fù)載可以包括對應(yīng)于讀取命令的前臺(tái)讀取操作負(fù)載和對應(yīng)于寫入命令的前臺(tái)寫入操作負(fù)載中的至少一個(gè)，命令操作可以包括讀取操作和寫入操作中的至少一個(gè)，并且可用存儲(chǔ)器負(fù)載可以包括用于讀取操作的讀取存儲(chǔ)器可用負(fù)載和用于寫入操作的寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載中的至少一個(gè)。

操作方法可以進(jìn)一步包括計(jì)算涉及當(dāng)前執(zhí)行的后臺(tái)操作的存儲(chǔ)器裝置的后臺(tái)操作負(fù)載。

操作方法可以進(jìn)一步包括基于讀取操作和寫入操作的存儲(chǔ)器裝置的參數(shù)、后臺(tái)操作負(fù)載和前臺(tái)讀取和寫入操作負(fù)載來計(jì)算存儲(chǔ)器裝置的最大讀取和寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載。

動(dòng)態(tài)地確定命令操作的優(yōu)先級(jí)和負(fù)載可以包括基于最大讀取和寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載和讀取和寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載動(dòng)態(tài)地確定讀取操作和寫入操作的優(yōu)先級(jí)和負(fù)載。

其中所述存儲(chǔ)器裝置包括：多個(gè)頁面、包括所述多個(gè)頁面的多個(gè)存儲(chǔ)塊、包括所述多個(gè)存儲(chǔ)塊的多個(gè)平面以及包括所述多個(gè)平面的多個(gè)存儲(chǔ)器管芯，并且可以通過確定存儲(chǔ)器管芯、平面、存儲(chǔ)塊、和頁面中的至少一個(gè)的大小或者數(shù)量作為讀取操作和寫入操作的負(fù)載而執(zhí)行用于命令操作的負(fù)載的動(dòng)態(tài)確定。

當(dāng)僅從主機(jī)提供讀取命令時(shí)，可以通過確定最大讀取存儲(chǔ)器可用負(fù)載作為讀取操作的負(fù)載而執(zhí)行用于命令操作的負(fù)載的動(dòng)態(tài)確定，并且當(dāng)僅從主機(jī)提供寫入命令時(shí)，可以通過確定最大寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載作為寫入操作的負(fù)載而執(zhí)行用于命令操作的負(fù)載的動(dòng)態(tài)確定。

動(dòng)態(tài)地確定用于命令操作的負(fù)載可以包括基于讀取操作和寫入操作的讀取和寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載調(diào)整用于讀取操作和寫入操作的負(fù)載。

參數(shù)可以包括：用于讀取操作的存儲(chǔ)器裝置的大小和時(shí)間間隔，以及用于寫入操作的存儲(chǔ)器裝置的大小和時(shí)間間隔。

附圖說明

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包括存儲(chǔ)器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的簡圖。

圖2是示出圖1的存儲(chǔ)器系統(tǒng)中采用的存儲(chǔ)器裝置的示例的簡圖。

圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器裝置中的存儲(chǔ)器塊的電路圖。

圖4至圖11是示意地示出圖2的存儲(chǔ)器裝置各個(gè)方面的簡圖。

圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖1的存儲(chǔ)器系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器裝置的數(shù)據(jù)處理操作的示例的示意圖。

圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖1的存儲(chǔ)器系統(tǒng)的操作過程的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將參考附圖更加詳細(xì)地描述各種實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以不同的形式呈現(xiàn)且不應(yīng)被解釋為限于在本文中提出的實(shí)施例。而是，這些實(shí)施例被提供使得本公開將是徹底且完整的，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員完全地表達(dá)本發(fā)明。在整個(gè)公開中，相同的參考數(shù)字用于對應(yīng)本發(fā)明的各種附圖和實(shí)施例中的相似部件。

將理解的是，雖然本文中術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等可以用于描述各種元件，這些元件不應(yīng)這些術(shù)語限制。這些術(shù)語是用于區(qū)別一元件與另一元件。因此，只要不背離本發(fā)明的精神和范圍，下文描述的第一元件也可以稱為第二元件或第三元件。

附圖不一定按比例，并且在一些情況下，為了清楚地示出實(shí)施例的特征，比例可能已經(jīng)被擴(kuò)大。

應(yīng)理解，當(dāng)被一個(gè)元件“連接至”或“聯(lián)接至”另一個(gè)元件時(shí)，可以是該元件直接地連接或聯(lián)接至另一個(gè)元件，或者兩者間存在中間元件。此外，當(dāng)被一個(gè)元件被稱作在兩個(gè)元件“之間”時(shí)應(yīng)當(dāng)理解為，該一個(gè)元件可以是兩個(gè)元件之間的唯一的元件，或者也可以存在一個(gè)或多個(gè)中間元件。

本文使用的術(shù)語僅是出于描述特定實(shí)施例而不意在限制本發(fā)明。如在本文中使用的，單數(shù)形式意在也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文有清楚的相反指示。此外，將理解的是，當(dāng)在本說明書中使用時(shí)，術(shù)語“包括”是指提及的元件的存在，但不用于排除一個(gè)或多個(gè)其他元件的存在或增加。在本文中使用時(shí)，術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出項(xiàng)目的任何和所有組合。

除非有相反說明，包括本文使用的科技術(shù)語的所有的項(xiàng)目具有與本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員通常所理解的相同意義。此外，將理解的是，諸如例如在常用詞典里定義的那些術(shù)語應(yīng)當(dāng)解釋為具有與其在相關(guān)技術(shù)上下文中的意義一致的意義，并且不應(yīng)理解為理想化或過于正式的感覺，除非在本文中明確地如此定義。

在下列說明中，陳述了大量特殊的細(xì)節(jié)，以提供本發(fā)明的透徹理解。本發(fā)明可以在沒有部分或全部所述特殊細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在其他情況下，為了不使本發(fā)明被不必要地模糊，不詳細(xì)描述公知的工藝結(jié)構(gòu)和/或工藝。

還應(yīng)注意，在一些情況下，對本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然的是，除非另有具體說明，結(jié)合一個(gè)實(shí)施例描述的特征或元件可以單獨(dú)使用或者與另一個(gè)實(shí)施例的其他特征或元件組合使用。

以下，將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的各種實(shí)施例。

現(xiàn)在參照圖1，提供根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包括存儲(chǔ)器系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。

根據(jù)圖1的實(shí)施例，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100可以包括主機(jī)102和存儲(chǔ)器系統(tǒng)110。

主機(jī)102可以包括例如便攜電子設(shè)備，諸如移動(dòng)電話、mp3播放器、筆記本電腦，或者電子設(shè)備，諸如臺(tái)式電腦、游戲機(jī)、電視和投影儀。

存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可響應(yīng)于來自主機(jī)102的請求來操作。例如，存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可以存儲(chǔ)待被主機(jī)102訪問的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可以用作主機(jī)102的主存儲(chǔ)器系統(tǒng)。存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可以利用根據(jù)待與主機(jī)102電聯(lián)接的主機(jī)接口的協(xié)議的各種存儲(chǔ)器裝置中的任一種來實(shí)現(xiàn)。存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可以利用各種存儲(chǔ)器裝置中的一種來實(shí)現(xiàn)，諸如固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(ssd)、多媒體卡(mmc)、嵌入式mmc(emmc)、減小尺寸的多媒體卡(rs-mmc)和微型-mmc、安全數(shù)字(sd)卡、小型-sd和微型-sd、通用串行總線(usb)存儲(chǔ)器裝置、通用閃速存儲(chǔ)(ufs)裝置、標(biāo)準(zhǔn)閃存(cf)卡、智能媒體(sm)卡、記憶棒等。

存儲(chǔ)器系統(tǒng)110的存儲(chǔ)裝置可利用非易失性存儲(chǔ)器裝置來實(shí)現(xiàn)，諸如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dram)和靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(sram)的易失性存儲(chǔ)器裝置或諸如只讀存儲(chǔ)器(rom)、掩膜rom(mrom)、可編程rom(prom)、可擦可編程rom(eprom)、電可擦可編程rom(eeprom)、鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(fram)、相變r(jià)am(pram)、磁阻ram(mram)和電阻式ram(rram)。

存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可包括存儲(chǔ)待被主機(jī)102訪問的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器裝置150和可控制數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器裝置150中的存儲(chǔ)的控制器130。

控制器130和存儲(chǔ)器裝置150可以集成到一個(gè)半導(dǎo)體裝置中。例如，控制器130和存儲(chǔ)器裝置150可以集成到一個(gè)半導(dǎo)體裝置中并且構(gòu)成固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(ssd)。當(dāng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)110用作ssd時(shí)，與存儲(chǔ)器系統(tǒng)110電聯(lián)接的主機(jī)102的操作速度可以顯著地增加。

控制器130和存儲(chǔ)器裝置150可以集成到一個(gè)半導(dǎo)體裝置中并且構(gòu)成存儲(chǔ)卡。控制器130和存儲(chǔ)卡150可集成到一個(gè)半導(dǎo)體裝置中并且構(gòu)成存儲(chǔ)卡，諸如例如個(gè)人計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)卡國際協(xié)會(huì)(pcmcia)卡、標(biāo)準(zhǔn)閃存(cf)卡、智能媒體(sm)卡(smc)、記憶棒、多媒體卡(mmc)、rs-mmc和微型mmc、安全數(shù)字(sd)卡、小型-sd、微型-sd和sdhc和通用閃速存儲(chǔ)(ufs)裝置。

作為另一個(gè)示例，存儲(chǔ)器系統(tǒng)110可以構(gòu)成計(jì)算機(jī)、超便攜移動(dòng)pc(umpc)、工作站、上網(wǎng)本、個(gè)人數(shù)字助理(pda)、便攜式計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)平板、平板電腦、無線電話、移動(dòng)電話、智能電話、電子書、便攜式多媒體播放器(pmp)、便攜式游戲機(jī)、導(dǎo)航裝置、黑匣子、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字多媒體廣播(dmb)播放器、三維(3d)電視、智能電視、數(shù)字音頻記錄器、數(shù)字音頻播放器、數(shù)字圖像記錄器、數(shù)字圖像播放器、數(shù)字視頻記錄器、數(shù)字視頻播放器、配置數(shù)據(jù)中心的存儲(chǔ)器、能夠在無線環(huán)境下傳輸并接收信息的裝置、配置家庭網(wǎng)絡(luò)的各種電子裝置中的一種、配置計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各種電子裝置中的一種、配置遠(yuǎn)程信息處理網(wǎng)絡(luò)的各種電子裝置中的一種、rfid裝置或配置計(jì)算系統(tǒng)的各種組成元件中的一種。

當(dāng)電源中斷時(shí)存儲(chǔ)器系統(tǒng)110的存儲(chǔ)器裝置150可以留存存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，并且，特別地，在寫入操作期間存儲(chǔ)主機(jī)102提供的數(shù)據(jù)，并且在讀取操作期間將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)提供至主機(jī)102。存儲(chǔ)器裝置150可以包括多個(gè)存儲(chǔ)塊152、154和156。存儲(chǔ)塊152、154和156中的每個(gè)可以包括多個(gè)頁面。每個(gè)頁面可以包括多個(gè)存儲(chǔ)器單元，多個(gè)字線(wl)電聯(lián)接至所述多個(gè)存儲(chǔ)器單元。存儲(chǔ)器裝置150可以是非易失性存儲(chǔ)器裝置，例如閃速存儲(chǔ)器。閃速存儲(chǔ)器可以具有三維(3d)堆疊結(jié)構(gòu)。稍候?qū)⒖紙D2至圖11詳細(xì)地描述存儲(chǔ)器裝置150構(gòu)造和存儲(chǔ)器裝置150的三維(3d)堆疊結(jié)構(gòu)。

存儲(chǔ)器系統(tǒng)110的控制器130可響應(yīng)于來自主機(jī)102的請求來控制存儲(chǔ)器裝置150?？刂破?30可將從存儲(chǔ)器裝置150讀取的數(shù)據(jù)提供至主機(jī)102并將從主機(jī)102提供的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器裝置150中。為此，控制器130可控制存儲(chǔ)器裝置150的諸如讀取操作、寫入操作、編程操作和擦除操作的全部操作。

詳細(xì)地，控制器130可包括主機(jī)接口單元132、處理器134、錯(cuò)誤糾正碼(ecc)單元138、電源管理單元140、nand閃速控制器142以及存儲(chǔ)器144。

主機(jī)接口單元132可以處理來自主機(jī)102的命令和數(shù)據(jù)，并且可以通過諸如以下的各種接口協(xié)議中的至少一個(gè)與主機(jī)102通信：通用串行總線(usb)、多媒體卡(mmc)、高速pci(pci-e)、串列scsi(sas)、串行高級(jí)技術(shù)附件(sata)、并行高級(jí)技術(shù)附件(pata)、小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口(scsi)、增強(qiáng)型小型磁盤接口(esdi)和集成驅(qū)動(dòng)電路(ide)。

ecc單元138可以檢測和糾正讀取操作期間從存儲(chǔ)器裝置150讀取的數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。當(dāng)錯(cuò)誤位的數(shù)量大于或等于可糾正錯(cuò)誤位的閾值數(shù)量時(shí)，ecc單元138可以不糾正錯(cuò)誤位，并且可以輸出表示糾正錯(cuò)誤位失敗的錯(cuò)誤糾正失敗信號(hào)。

ecc單元138可以基于諸如以下的編碼調(diào)制執(zhí)行錯(cuò)誤糾正操作：低密度奇偶校驗(yàn)(ldpc)碼、博斯-查德胡里-霍昆格姆(bch)碼、渦輪碼、里德-所羅門(rs)碼、卷積碼、遞歸卷積碼(rsc)、網(wǎng)格編碼調(diào)制(tcm)、分組編碼調(diào)制(bcm)等。ecc單元138可以包括用于錯(cuò)誤糾正操作的所有的電路、系統(tǒng)、或裝置。

pmu140可以提供和管理控制器130的電源，即，包括在控制器130中的組成元件的電力。

nfc142可用作控制器130和存儲(chǔ)器裝置150之間的存儲(chǔ)接口以允許控制器130響應(yīng)于來自主機(jī)102的請求控制存儲(chǔ)器裝置150。當(dāng)存儲(chǔ)器裝置150是閃速存儲(chǔ)器并且特別是當(dāng)存儲(chǔ)器裝置150是nand閃速存儲(chǔ)器時(shí)，nfc142可以生成存儲(chǔ)器裝置150的控制信號(hào)并且在處理器134的控制下處理數(shù)據(jù)。

存儲(chǔ)器144可以用作存儲(chǔ)器系統(tǒng)110和控制器130的工作存儲(chǔ)器，并且存儲(chǔ)用于驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)器系統(tǒng)110和控制器130的數(shù)據(jù)?？刂破?30可以響應(yīng)于來自主機(jī)102的請求控制存儲(chǔ)器裝置150。例如，控制器130可以將從存儲(chǔ)器裝置150讀取的數(shù)據(jù)提供至主機(jī)102并將由主機(jī)102提供的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)至存儲(chǔ)器裝置150。當(dāng)控制器130控制存儲(chǔ)器裝置150的操作時(shí)，存儲(chǔ)器144可以存儲(chǔ)控制器130和存儲(chǔ)器裝置150的諸如讀取、寫入、編程和擦除操作的操作使用的數(shù)據(jù)。

存儲(chǔ)器144可以利用易失性存儲(chǔ)器來實(shí)現(xiàn)。存儲(chǔ)器144可以利用靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(sram)或動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dram)來實(shí)現(xiàn)。如上所說，存儲(chǔ)器144可存儲(chǔ)被主機(jī)102和存儲(chǔ)器裝置150用于讀取和寫入操作的數(shù)據(jù)。為了存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)器144可包括程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、寫入緩沖器、讀取緩沖器、映射(map)緩沖器等。

處理器134可以控制存儲(chǔ)器系統(tǒng)110的一般操作，并且可以響應(yīng)于來自主機(jī)102的寫入請求或讀取請求控制存儲(chǔ)器裝置150的寫入操作或讀取操作。處理器134可以驅(qū)動(dòng)稱作閃存轉(zhuǎn)換層(ftl)的固件以控制存儲(chǔ)器系統(tǒng)110的一般操作。處理器可利用微處理器、中央處理單元(cpu)來實(shí)現(xiàn)。

管理單元(未示出)可以被包括在處理器134中，并可執(zhí)行存儲(chǔ)器裝置150的壞塊管理。管理單元可發(fā)現(xiàn)包括在存儲(chǔ)器裝置150中的對于進(jìn)一步使用處于不滿意狀態(tài)的壞存儲(chǔ)塊，并對壞存儲(chǔ)塊執(zhí)行壞塊管理。當(dāng)存儲(chǔ)器裝置150是閃速存儲(chǔ)器，例如nand閃速存儲(chǔ)器時(shí)，由于nand邏輯功能的特性，寫入操作期間，例如編程期間可能發(fā)生編程失敗。在壞塊管理期間，編程失敗的存儲(chǔ)塊或壞的存儲(chǔ)塊的數(shù)據(jù)可以編程到新的存儲(chǔ)塊中。同樣地，由于編程失敗產(chǎn)生的壞塊可能使具有3d堆疊結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器裝置150的利用效率和存儲(chǔ)器系統(tǒng)100的可靠性嚴(yán)重劣化，并且由此需要可靠的壞塊管理。

圖2是示出圖1的存儲(chǔ)器裝置150的示意圖。

參考圖2的實(shí)施例，存儲(chǔ)器裝置150可以包括多個(gè)存儲(chǔ)塊，例如第0至第(n-1)塊210-240。多個(gè)存儲(chǔ)塊210-240中的每個(gè)可以包括多個(gè)頁面，例如2^m個(gè)頁面(2^m頁面)，但本發(fā)明不限于此。多個(gè)頁面中的每個(gè)頁面可以包括多個(gè)存儲(chǔ)器單元，多個(gè)字線電聯(lián)接至所述多個(gè)存儲(chǔ)器單元。

同樣地，根據(jù)可被存儲(chǔ)或表達(dá)在每個(gè)存儲(chǔ)器單元中的位的數(shù)量存儲(chǔ)器裝置150可以包括作為單層單元(slc)存儲(chǔ)塊或多層單元(mlc)存儲(chǔ)塊的多個(gè)存儲(chǔ)塊。slc存儲(chǔ)塊可包括利用每個(gè)都能夠存儲(chǔ)1位數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器單元實(shí)現(xiàn)的多個(gè)頁面。mlc存儲(chǔ)塊可包括利用每個(gè)都能夠存儲(chǔ)多位數(shù)據(jù)例如兩位以上數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器單元實(shí)現(xiàn)的多個(gè)頁面。包括通過能夠存儲(chǔ)3個(gè)位數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器單元實(shí)現(xiàn)的多個(gè)頁面的mlc存儲(chǔ)塊可以限定為三層單元(tlc)存儲(chǔ)塊。

多個(gè)存儲(chǔ)塊210至240中的每個(gè)可以在寫入操作期間存儲(chǔ)由主機(jī)裝置102提供的數(shù)據(jù)，并且可以在讀取操作期間將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)提供至主機(jī)102。

圖3是示出圖1的多個(gè)存儲(chǔ)塊152至156中的一個(gè)的電路圖。

參照圖3的實(shí)施例，存儲(chǔ)器裝置150的存儲(chǔ)塊152可包括分別電聯(lián)接至位線bl0至blm-1的多個(gè)單元串340。每列的單元串340可包括至少一個(gè)漏極選擇晶體管dst和至少一個(gè)源極選擇晶體管sst。多個(gè)存儲(chǔ)器單元或多個(gè)存儲(chǔ)器單元晶體管mc0至mcn-1可串聯(lián)地電聯(lián)接在選擇晶體管dst和sst之間。各個(gè)存儲(chǔ)器單元mc0至mcn-1可以由多層單元(mlc)構(gòu)成，每個(gè)所述多層單元(slc)存儲(chǔ)多個(gè)位的數(shù)據(jù)信息。串340可分別電聯(lián)接至對應(yīng)的位線bl0至blm-1。作為參考，在圖3中，“dsl”表示漏極選擇線、“ssl”表示源極選擇線，并且“csl”表示公共源線。

雖然圖3作為示例示出由nand閃速存儲(chǔ)器單元構(gòu)成的存儲(chǔ)塊152，但是應(yīng)當(dāng)注意根據(jù)實(shí)施例的存儲(chǔ)器裝置150的存儲(chǔ)塊152不限于nand閃速存儲(chǔ)器，并且可以通過nor閃速存儲(chǔ)器、結(jié)合至少兩種存儲(chǔ)器單元的混合閃速存儲(chǔ)器或控制器內(nèi)置在存儲(chǔ)芯片中的1-nand閃速存儲(chǔ)器來實(shí)現(xiàn)。半導(dǎo)體裝置的操作特征可不僅應(yīng)用于電荷存儲(chǔ)層由導(dǎo)電浮柵極配置的閃速存儲(chǔ)裝置，而且可應(yīng)用于電荷存儲(chǔ)層由介電層配置的電荷捕獲閃存(ctf)。

存儲(chǔ)器裝置150的電壓供應(yīng)塊310可以將字線電壓，例如，編程電壓、讀取電壓和過電壓根據(jù)操作方式提供至各個(gè)字線，以及將電壓供應(yīng)到體材料(bulks)，例如其中形成有存儲(chǔ)器單元的阱區(qū)。電壓供應(yīng)塊310可以在控制電路(未示出)的控制下執(zhí)行電壓生成操作。電壓供應(yīng)塊310可以生成多個(gè)可變的讀取電壓以生成多個(gè)讀取數(shù)據(jù)、在控制電路控制下選擇存儲(chǔ)器單元陣列的存儲(chǔ)塊或扇區(qū)中的一個(gè)、從選擇的存儲(chǔ)塊選擇一個(gè)字線、并且將字線電壓提供至選擇的字線和未選擇的字線。

存儲(chǔ)器裝置150的讀取/寫入電路320可以由控制電路控制，并且可以根據(jù)操作模式用作傳感放大器或?qū)懭腧?qū)動(dòng)器。在驗(yàn)證/正常讀取操作期間，讀取/寫入電路320可以用作用于從存儲(chǔ)器單元陣列讀取數(shù)據(jù)的傳感放大器。同樣，在編程操作期間，讀取/寫入電路320可以用作根據(jù)待被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器單元陣列中的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)位線。讀取/寫入電路320可以在編程操作期間從緩沖器(未示出)接收將要寫入存儲(chǔ)器單元陣列的數(shù)據(jù)，并且可以根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)位線。為此，讀取/寫入電路320可包括分別對應(yīng)于列(或位線)或列對(或位線對)的多個(gè)頁面緩沖器322、324和326，并且多個(gè)鎖存器(未示出)可包括在頁面緩沖器322、324和326中的每個(gè)中。

圖4至圖11是示出圖1的存儲(chǔ)器裝置的示意簡圖。

圖4是示出圖1的存儲(chǔ)器裝置150的多個(gè)存儲(chǔ)塊152至156的示例的框圖。

參照圖4的實(shí)施例，存儲(chǔ)器裝置150可包括多個(gè)存儲(chǔ)塊blk0至blkn-1，并且存儲(chǔ)塊blk0至blkn-1中的每個(gè)可以三維(3d)結(jié)構(gòu)或縱向結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。各個(gè)存儲(chǔ)塊blk0至blkn-1可包括在第一至第三方向例如x軸方向、y軸方向和z軸方向上延伸的結(jié)構(gòu)。

各個(gè)存儲(chǔ)塊blk0至blkn-1可以包括在第二方向延伸的多個(gè)nand串ns。多個(gè)nand串ns可以設(shè)置在第一方向和第三方向。每個(gè)nand串ns可電聯(lián)接至位線bl、至少一個(gè)源極選擇線ssl、至少一個(gè)接地選擇線gsl、多個(gè)字線wl、至少一個(gè)虛擬字線dwl以及公共源線csl。即，各個(gè)存儲(chǔ)塊blk0至blkn-1可以電聯(lián)接至多個(gè)位線bl、多個(gè)源極選擇線ssl、多個(gè)接地選擇線gsl、多個(gè)字線wl、多個(gè)虛擬字線dwl、以及多個(gè)公共源線csl。

圖5是圖4的多個(gè)存儲(chǔ)塊blk0至blkn-1中的一個(gè)存儲(chǔ)塊blki的透視圖。圖6是沿圖5的存儲(chǔ)塊blki的線i-i’截取的截面圖。

參考圖5和6的實(shí)施例，存儲(chǔ)器裝置150的多個(gè)存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)塊blki可以包括在第一至第三方向延伸的結(jié)構(gòu)。

可以設(shè)置襯底5111。襯底5111可以包括摻雜第一型雜質(zhì)的硅材料。襯底5111可以包括摻雜p-型雜質(zhì)的硅材料或可以是p-型阱，例如袋(pocket)p阱，并且包括圍繞p-型阱的n-型阱。雖然假定襯底5111是p-型硅，但是應(yīng)注意襯底5111不限于p-型硅。

在第一方向延伸的多個(gè)摻雜區(qū)域5311至5314可以設(shè)置在襯底5111上方。多個(gè)摻雜區(qū)域5311至5314可以包含不同于襯底5111的第二型雜質(zhì)。多個(gè)摻雜區(qū)域5311至5314可以摻雜有n-型雜質(zhì)。雖然此處假定第一至第四摻雜區(qū)域5311至5314是n-型，但應(yīng)注意第一至第四摻雜區(qū)域5311至5314不限于n-型。

在第一摻雜區(qū)域5311和第二摻雜區(qū)域5312之間的襯底5111上方的區(qū)域中，在第一方向延伸的多個(gè)介電材料5112可以順次地設(shè)置在第二方向。介電材料5112和襯底5111可以在第二方向以預(yù)定距離彼此隔開。介電材料5112可以在第二方向以預(yù)定的距離互相分離。介電材料5112可以包括諸如二氧化硅的介電材料。

在第一摻雜區(qū)域5311和第二摻雜區(qū)域5312之間的襯底5111上方的區(qū)域中，設(shè)置了順次布置在第一方向并且在第二方向貫穿介電材料5112的多個(gè)柱狀物5113。多個(gè)柱狀物5113可以分別地貫穿介電材料5112并且可以電聯(lián)接到襯底5111。每個(gè)柱狀物5113可以由多種材料構(gòu)造。每個(gè)柱狀物5113的表面層5114可以包括由第一型雜質(zhì)摻雜的硅材料。每個(gè)柱狀物5113的表面層5114可以包括摻雜有與襯底5111相同類型的雜質(zhì)的硅材料。雖然假定每個(gè)柱狀物5113的表面層5114可以包括p-型硅，但應(yīng)注意每個(gè)柱狀物5113的表面層5114不限于p-型硅。

每個(gè)柱狀物5113的內(nèi)層5115可以由介電材料形成。每個(gè)柱狀物5113的內(nèi)層5115可以由諸如二氧化硅的介電材料填充。

在第一摻雜區(qū)域5311和第二摻雜區(qū)域5312之間的區(qū)域，可以沿著介電材料5112、柱狀物5113和襯底5111的露出表面設(shè)置介電層5116。介電層5116的厚度可小于介電材料5112之間的距離的一半。換言之，不同于介電材料5112和介電層5116的材料的區(qū)域可被布置，可設(shè)置在(i)設(shè)置在介電材料5112的第一介電材料的底部表面上方的介電層5116和(ii)設(shè)置在介電材料5112的第二介電材料的頂部表面上方的介電層5116之間。介電材料5112位于第一介電材料下面。

在第一摻雜區(qū)域5311和第二摻雜區(qū)域5312之間的區(qū)域中，導(dǎo)電材料5211-5291可設(shè)置在介電層5116的露出表面上方。在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料5211可以設(shè)置在鄰近襯底5111的介電材料5112和襯底5111之間。特別地，在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料5211可設(shè)置在(i)設(shè)置在襯底5111上的介電層5116和(ii)設(shè)置在鄰近襯底5111的介電材料5112的底部表面上的介電層5116之間。

在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料可設(shè)置在(i)設(shè)置在介電材料5112中的一個(gè)的頂部表面上方的介電層5116和(ii)設(shè)置在置于特定介電材料5112上方的介電材料5112的另一介電材料的底部表面上的介電層5116之間。在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料5221-5281可設(shè)置在介電材料5112之間。在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料5291可設(shè)置在最上面的介電材料5112上。在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料5211-5291可以是金屬材料。在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料5211-5291可以是諸如多晶硅的導(dǎo)電材料。

在第二摻雜區(qū)域5312和第三摻雜區(qū)域5313之間的區(qū)域中，可設(shè)置與第一摻雜區(qū)域5311和第二摻雜區(qū)域5312之間的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。例如，在第二摻雜區(qū)域5312和第三摻雜區(qū)域5313之間的區(qū)域中，可設(shè)置：在第一方向上延伸的多個(gè)介電材料5112、連續(xù)地設(shè)置在第一方向上且在第二方向上穿過多個(gè)介電材料5112的多個(gè)柱狀物5113、設(shè)置在多個(gè)介電材料5112和多個(gè)柱狀物5113的露出表面上方的介電層5116、以及在第一方向上延伸的多個(gè)導(dǎo)電材料5212-5292。

在第三摻雜區(qū)域5313和第四摻雜區(qū)域5314之間的區(qū)域中，可設(shè)置與第一摻雜區(qū)域5311和第二摻雜區(qū)域5312之間的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。例如，在第三摻雜區(qū)域5313和第四摻雜區(qū)域5314之間的區(qū)域中，可設(shè)置：在第一方向上延伸的多個(gè)介電材料5112、順序地設(shè)置在第一方向上且在第二方向上穿過多個(gè)介電材料5112的多個(gè)柱狀物5113、設(shè)置在多個(gè)介電材料5112和多個(gè)柱狀物5113的露出表面上方的介電層5116、以及在第一方向上延伸的多個(gè)導(dǎo)電材料5213-5293。

漏極5320可分別設(shè)置在多個(gè)柱狀物5113上方。漏極5320可以是摻雜有第二類型雜質(zhì)的硅材料。漏極5320可以是摻雜有n-型雜質(zhì)的硅材料。盡管為了方便起見假定漏極5320包括n-型硅，但應(yīng)注意的是，漏極5320不限于n-型硅。例如，每個(gè)漏極5320的寬度可大于每個(gè)對應(yīng)的柱狀物5113的寬度。每個(gè)漏極5320可以焊盤(pad)的形狀設(shè)置在每個(gè)對應(yīng)的柱狀物5113的頂部表面上方。

在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料5331-5333可設(shè)置在漏極5320上方。導(dǎo)電材料5331-5333可在第一方向上順序地設(shè)置。各個(gè)導(dǎo)電材料5331-5333可與對應(yīng)區(qū)域的漏極5320電聯(lián)接。漏極5320和在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料5331-5333可通過接觸插頭電聯(lián)接。在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料5331-5333可以是金屬材料。在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料5331-5333可以是諸如多晶硅的導(dǎo)電材料。

在圖5和圖6中，各個(gè)柱狀物5113可與介電層5116和在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料5211-5291、5212-5292和5213-5293一起形成串。各自的柱狀物5113可與介電層5116和在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料5211-5291、5212-5292和5213-5293一起形成nand串ns。每個(gè)nand串ns可包括多個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)ts。

圖7是圖6的晶體管結(jié)構(gòu)ts的截面視圖。

根據(jù)圖7的實(shí)施例，在圖6的晶體管結(jié)構(gòu)ts中，介電層5116可包括第一子介電層5117、第二子介電層5118和第三子介電層5119。

在每個(gè)柱狀物5113中的p-型硅的表面層5114可作為主體。鄰近柱狀物5113的第一子介電層5117可作為隧穿介電層，且可包括熱氧化層。

第二子介電層5118可作為電荷存儲(chǔ)層。第二子介電層5118可作為電荷捕獲層，且可包括氮化物層或諸如氧化鋁層、氧化鉿層等的金屬氧化物層。

鄰近導(dǎo)電材料5233的第三子介電層5119可作為阻斷介電層。鄰近在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料5233的第三子介電層5119可形成為單層或多層。第三子介電層5119可以是介電常數(shù)大于第一子介電層5117和第二子介電層5118的諸如氧化鋁層、氧化鉿層等的高k介電層。

導(dǎo)電材料5233可作為柵極或控制柵極。即，柵極或控制柵極5233、阻斷介電層5119、電荷存儲(chǔ)層5118、隧穿介電層5117和主體5114可形成晶體管或存儲(chǔ)器單元晶體管結(jié)構(gòu)。例如，第一子介電層5117、第二子介電層5118和第三子介電層5119可形成氧化物-氮化物-氧化物(ono)結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，為方便起見，在每個(gè)柱狀物5113中的p-型硅的表面層5114將被稱為第二方向上的主體。

存儲(chǔ)塊blki可包括多個(gè)柱狀物5113。即，存儲(chǔ)塊blki可包括多個(gè)nand串ns。詳細(xì)地，存儲(chǔ)塊blki可包括在第二方向或垂直于襯底5111的方向上延伸的多個(gè)nand串ns。

每個(gè)nand串ns可包括設(shè)置在第二方向上的多個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)ts。每個(gè)nand串ns的多個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)ts中的至少一個(gè)可作為串源晶體管sst。每個(gè)nand串ns的多個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)ts中的至少一個(gè)可作為接地選擇晶體管gst。

柵極或控制柵極可對應(yīng)于在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料5211-5291、5212-5292和5213-5293。換言之，柵極或控制柵極可在第一方向上延伸且形成字線和至少一個(gè)源極選擇線ssl和至少一個(gè)接地選擇線gsl的至少兩個(gè)選擇線。

在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料5331-5333可電聯(lián)接至nand串ns的一端。在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料5331-5333可作為位線bl。即，在一個(gè)存儲(chǔ)塊blki中，多個(gè)nand串ns可電聯(lián)接至一個(gè)位線bl。

在第一方向上延伸的第二類型摻雜區(qū)域5311-5314可被設(shè)置至nand串ns的另一端。在第一方向上延伸的第二類型摻雜區(qū)域5311-5314可作為公共源線csl。

即，存儲(chǔ)塊blki可包括在垂直于襯底5111的方向例如第二方向上延伸的多個(gè)nand串ns，且可作為其中多個(gè)nand串ns電聯(lián)接至一個(gè)位線bl的例如電荷捕獲類型存儲(chǔ)器的nand閃速存儲(chǔ)塊。

盡管圖5-圖7中示出了在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料5211-5291、5212-5292和5213-5293設(shè)置為9層，但應(yīng)注意的是，在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料5211-5291、5212-5292和5213-5293不限于設(shè)置為9層。例如，在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料可設(shè)置為8層、16層或任意多個(gè)層。換言之，在一個(gè)nand串ns中，晶體管的數(shù)量可以是8個(gè)、16個(gè)或更多。

盡管圖5-圖7中示出了3個(gè)nand串ns被電聯(lián)接至一個(gè)位線bl，但應(yīng)注意的是，實(shí)施例不限于具有被電聯(lián)接至一個(gè)位線bl的3個(gè)nand串ns。在存儲(chǔ)塊blki中，m個(gè)nand串ns可電聯(lián)接至一個(gè)位線bl，m為正整數(shù)。根據(jù)電聯(lián)接至一個(gè)位線bl的nand串ns的數(shù)量，在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料5211-5291、5212-5292和5213-5293的數(shù)量和公共源線5311-5314的數(shù)量也可被控制。

進(jìn)一步地，盡管圖5-圖7中示出了3個(gè)nand串ns被電聯(lián)接至在第一方向上延伸的一個(gè)導(dǎo)電材料，但應(yīng)注意的是，實(shí)施例不限于具有被電聯(lián)接至在第一方向上延伸的一個(gè)導(dǎo)電材料的3個(gè)nand串ns。例如，n個(gè)nand串ns可被電聯(lián)接至在第一方向上延伸的一個(gè)導(dǎo)電材料，n為正整數(shù)。根據(jù)被電聯(lián)接至在第一方向上延伸的一個(gè)導(dǎo)電材料的nand串ns的數(shù)量，位線5331-5333的數(shù)量也可被控制。

圖8是示出具有如參照圖5-圖7所述的第一結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)塊blki的等效電路圖。

參照圖8的實(shí)施例，在具有第一結(jié)構(gòu)的塊blki中，nand串ns11-ns31可設(shè)置在第一位線bl1和公共源線csl之間。第一位線bl1可對應(yīng)于圖5和圖6的在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料5331。nand串ns12-ns32可設(shè)置在第二位線bl2和公共源線csl之間。第二位線bl2可對應(yīng)于圖5和圖6的在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料5332。nand串ns13-ns33可設(shè)置在第三位線bl3和公共源線csl之間。第三位線bl3可對應(yīng)于圖5和圖6的在第三方向上延伸的導(dǎo)電材料5333。

每個(gè)nand串ns的源極選擇晶體管sst可電聯(lián)接至對應(yīng)的位線bl。每個(gè)nand串ns的接地選擇晶體管gst可電聯(lián)接至公共源線csl。存儲(chǔ)器單元mc可以設(shè)置在每個(gè)nand串ns的源極選擇晶體管sst和接地選擇晶體管gst之間。

在該示例中，nand串ns可由行和列的單元定義并且電聯(lián)接至一個(gè)位線的nand串ns可形成一列。電聯(lián)接至第一位線bl1的nand串ns11-ns31可對應(yīng)于第一列，電聯(lián)接至第二位線bl2的nand串ns12-ns32可對應(yīng)于第二列，并且電聯(lián)接至第三位線bl3的nand串ns13-ns33可對應(yīng)于第三列。電聯(lián)接至一個(gè)源極選擇線ssl的nand串ns可形成一行。電聯(lián)接至第一源極選擇線ssl1的nand串ns11-ns31可形成第一行，電聯(lián)接至第二源極選擇線ssl2的nand串ns12-ns32可形成第二行，并且電聯(lián)接至第三源極選擇線ssl3的nand串ns13-ns33可形成第三行。

在每個(gè)nand串ns中，可定義高度。在每個(gè)nand串ns中，鄰近接地選擇晶體管gst的存儲(chǔ)器單元mc1的高度可具有值“1”。在每個(gè)nand串ns中，當(dāng)從襯底5111被測量時(shí)，存儲(chǔ)器單元的高度可隨著存儲(chǔ)器單元靠近源極選擇晶體管sst而增加。在每個(gè)nand串ns中，鄰近源極選擇晶體管sst的存儲(chǔ)器單元mc6的高度可以是7。

在相同行中的nand串ns的源極選擇晶體管sst可共享源極選擇線ssl。在不同行中的nand串ns的源極選擇晶體管sst可分別電聯(lián)接至不同的源極選擇線ssl1、ssl2和ssl3。

相同行中的nand串ns中的相同高度處的存儲(chǔ)器單元可共享字線wl。即，在相同高度處，電聯(lián)接至不同行中的nand串ns的存儲(chǔ)器單元mc的字線wl可被電聯(lián)接。相同行的nand串ns中相同高度處的虛擬存儲(chǔ)器單元dmc可共享虛擬字線dwl。即，在相同高度或水平處，電聯(lián)接至不同行中的nand串ns的虛擬存儲(chǔ)器單元dmc的虛擬字線dwl可被電聯(lián)接。

位于相同水平或高度或?qū)犹幍淖志€wl或虛擬字線dwl可在可設(shè)置在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料5211-5291、5212-5292和5213-5293的層處彼此電聯(lián)接。在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料5211-5291、5212-5292和5213-5293可通過接觸部共同電聯(lián)接至上層。在上層處，在第一方向上延伸的導(dǎo)電材料5211-5291、5212-5292和5213-5293可被電聯(lián)接。換言之，在相同行中的nand串ns的接地選擇晶體管gst可共享接地選擇線gsl。進(jìn)一步地，在不同行中的nand串ns的接地選擇晶體管gst可共享接地選擇線gsl。即，nand串ns11-ns13、ns21-ns23和ns31-ns33可電聯(lián)接至接地選擇線gsl。

公共源線csl可電聯(lián)接至nand串ns。在有源區(qū)域上和在襯底5111上，第一至第四摻雜區(qū)域5311-5314可被電聯(lián)接。第一至第四摻雜區(qū)域5311-5314可通過接觸部電聯(lián)接至上層，并且在上層處，第一至第四摻雜區(qū)域5311-5314可被電聯(lián)接。

即，如圖8中的，相同高度或水平的字線wl可被電聯(lián)接。因此，當(dāng)選擇特定高度處的字線wl時(shí)，電聯(lián)接至字線wl的所有nand串ns可被選擇。在不同行中的nand串ns可電聯(lián)接至不同源極選擇線ssl。因此，在電聯(lián)接至相同字線wl的nand串ns中，通過選擇源極選擇線ssl1-ssl3中的一個(gè)，在未選擇的行中的nand串ns可與位線bl1-bl3電隔離。換言之，通過選擇源極選擇線ssl1-ssl3中的一個(gè)，nand串ns的行可被選擇。此外，通過選擇位線bl1-bl3中的一個(gè)，所選擇的行中的nand串ns可以列為單位來選擇。

在每個(gè)nand串ns中，可設(shè)置虛擬存儲(chǔ)器單元dmc。在圖8中，虛擬存儲(chǔ)器單元dmc可在每個(gè)nand串ns中被設(shè)置在第三存儲(chǔ)器單元mc3和第四存儲(chǔ)器單元mc4之間。即，第一至第三存儲(chǔ)器單元mc1-mc3可設(shè)置在虛擬存儲(chǔ)器單元dmc和接地選擇晶體管gst之間。第四至第六存儲(chǔ)器單元mc4-mc6可設(shè)置在虛擬存儲(chǔ)器單元dmc和源極選擇晶體管ssl之間。每個(gè)nand串ns的存儲(chǔ)器單元mc可被虛擬存儲(chǔ)器單元dmc劃分成存儲(chǔ)器單元組。在劃分的存儲(chǔ)器單元組中，鄰近接地選擇晶體管gst的存儲(chǔ)器單元例如mc1-mc3可被稱為較低存儲(chǔ)器單元組，且鄰近串選擇晶體管sst的存儲(chǔ)器單元例如mc4-mc6可被稱為較高存儲(chǔ)器單元組。

在下文中，將參照圖9至11做出詳細(xì)說明，圖9至11示出根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的通過不同于第一結(jié)構(gòu)的三維(3d)非易失性存儲(chǔ)器而實(shí)現(xiàn)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)。

圖9是示意性說明利用不同于上文參照圖5至8所述的第一結(jié)構(gòu)的三維(3d)非易失性存儲(chǔ)裝置來實(shí)現(xiàn)的存儲(chǔ)裝置，并且示出圖4的多個(gè)存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)塊blkj的透視圖。圖10是示出沿圖9的線vii-vii＇截取的存儲(chǔ)塊blkj的截面圖。

根據(jù)圖9和圖10的實(shí)施例，圖1的存儲(chǔ)器裝置150的多個(gè)存儲(chǔ)塊中的存儲(chǔ)塊blkj可以包括在第一至第三方向延伸的結(jié)構(gòu)。

可以設(shè)置襯底6311。例如，襯底6311可包括摻雜有第一類型雜質(zhì)的硅材料。例如，襯底6311可包括摻雜有p-型雜質(zhì)的硅材料或可以是p-型阱，例如袋p-阱，且包括圍繞p-型阱的n-型阱。盡管為了方便在實(shí)施例中假定襯底6311為p-型硅，但應(yīng)注意的是，襯底6311不限于p-型硅。

在x軸方向和y軸方向上延伸的第一至第四導(dǎo)電材料6321-6324被設(shè)置在襯底6311上方。第一至第四導(dǎo)電材料6321-6324可在z軸方向上隔開預(yù)定距離。

在x軸方向和y軸方向上延伸的第五至第八導(dǎo)電材料6325-6328可設(shè)置在襯底6311上方。第五至第八導(dǎo)電材料6325-6328可在z軸方向上隔開預(yù)定距離。第五至第八導(dǎo)電材料6325-6328可在y軸方向上與第一至第四導(dǎo)電材料6321-6324隔開。

可設(shè)置穿過第一至第四導(dǎo)電材料6321-6324的多個(gè)下部柱狀物dp。每個(gè)下部柱狀物dp在z軸方向上延伸。而且，可設(shè)置穿過第五至第八導(dǎo)電材料6325-6328的多個(gè)上部柱狀物up。每個(gè)上部柱狀物up在z軸方向上延伸。

下部柱狀物dp和上部柱狀物up中的每個(gè)可包括內(nèi)部材料6361、中間層6362和表面層6363。中間層6362可用作單元晶體管的通道。表面層6363可包括阻斷介電層、電荷存儲(chǔ)層和隧穿介電層。

下部柱狀物dp和上部柱狀物up可通過管柵極pg電聯(lián)接。管柵極pg可被設(shè)置在襯底6311中。例如，管柵極pg可包括與下部柱狀物dp和上部柱狀物up相同的材料。

在x軸方向和y軸方向上延伸的第二類型的摻雜材料6312可設(shè)置在下部柱狀物dp上方。例如，第二類型的摻雜材料6312可包括n-型硅材料。第二類型的摻雜材料6312可用作公共源線csl。

漏極6340可設(shè)置在上部柱狀物up上方。漏極6340可包括n-型硅材料。在y軸方向上延伸的第一上部導(dǎo)電材料6351和第二上部導(dǎo)電材料6352可設(shè)置在漏極6340上方。

第一上部導(dǎo)電材料6351和第二上部導(dǎo)電材料6352可在x軸方向上隔開。第一上部導(dǎo)電材料6351和第二上部導(dǎo)電材料6352可由金屬形成。第一上部導(dǎo)電材料6351和第二上部導(dǎo)電材料6352和漏極6340可通過接觸插頭電聯(lián)接。第一上部導(dǎo)電材料6351和第二上部導(dǎo)電材料6352分別作為第一位線bl1和第二位線bl2。

第一導(dǎo)電材料6321可作為源極選擇線ssl，第二導(dǎo)電材料6322可作為第一虛擬字線dwl1，并且第三導(dǎo)電材料6323和第四導(dǎo)電材料6324分別作為第一主字線mwl1和第二主字線mwl2。第五導(dǎo)電材料6325和第六導(dǎo)電材料6326分別作為第三主字線mwl3和第四主字線mwl4，第七導(dǎo)電材料6327可作為第二虛擬字線dwl2，并且第八導(dǎo)電材料6328可作為漏極選擇線dsl。

下部柱狀物dp和鄰近下部柱狀物dp的第一至第四導(dǎo)電材料6321-6324形成下部串。上部柱狀物up和鄰近上部柱狀物up的第五至第八導(dǎo)電材料6325-6328形成上部串。下部串和上部串可通過管柵極pg電聯(lián)接。下部串的一端可電聯(lián)接至作為公共源線csl的第二類型的摻雜材料6312。上部串的一端可通過漏極6340電聯(lián)接至對應(yīng)的位線。一個(gè)下部串和一個(gè)上部串形成一個(gè)單元串，其電聯(lián)接在作為公共源線csl的第二類型的摻雜材料6312和作為位線bl的上部導(dǎo)電材料層6351-6352中的對應(yīng)的一個(gè)之間。

即，下部串可包括源極選擇晶體管sst、第一虛擬存儲(chǔ)器單元dmc1、以及第一主存儲(chǔ)器單元mmc1和第二主存儲(chǔ)器單元mmc2。上部串可包括第三主存儲(chǔ)器單元mmc3、第四主存儲(chǔ)器單元mmc4、第二虛擬存儲(chǔ)器單元dmc2和漏極選擇晶體管dst。

在圖9和圖10中，上部串和下部串可形成nand串ns，且nand串ns可包括多個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)ts。由于上文參照圖7詳細(xì)地描述了包括在圖9和圖10中的nand串ns中的晶體管結(jié)構(gòu)，所以在此將省略其詳細(xì)說明。

圖11是示出具有如上參照圖9和圖10所述的第二結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)塊blkj的等效電路的電路圖。為方便起見，僅示出形成第二結(jié)構(gòu)中的存儲(chǔ)塊blkj中的一對的第一串和第二串。

根據(jù)圖11的實(shí)施例，在存儲(chǔ)器裝置150的多個(gè)塊中的具有第二結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)塊blkj中，單元串可以定義多個(gè)對的這種方式來設(shè)置，其中，單元串中的每個(gè)都利用如上參照圖9和圖10所述的通過管柵極pg電聯(lián)接的一個(gè)上部串和一個(gè)下部串來實(shí)現(xiàn)。

即，在具有第二結(jié)構(gòu)的某一存儲(chǔ)塊blkj中，存儲(chǔ)器單元cg0-cg31沿第一通道ch1(未示出)堆疊，例如，至少一個(gè)源極選擇柵極ssg1和至少一個(gè)漏極選擇柵極dsg1可形成第一串st1，并且存儲(chǔ)器單元cg0-cg31沿第二通道ch2(未示出)堆疊，例如，至少一個(gè)源極選擇柵極ssg2和至少一個(gè)漏極選擇柵極dsg2可形成第二串st2。

第一串st1和第二串st2可電聯(lián)接至相同漏極選擇線dsl和相同源極選擇線ssl。第一串st1可電聯(lián)接至第一位線bl1，且第二串st2可電聯(lián)接至第二位線bl2。

盡管圖11中描述了第一串st1和第二串st2被電聯(lián)接至相同漏極選擇線dsl和相同源極選擇線ssl，但可認(rèn)為第一串st1和第二串st2可電聯(lián)接至相同源極選擇線ssl和相同位線bl、第一串st1可電聯(lián)接至第一漏極選擇線dsl1并且第二串st2可電聯(lián)接至第二漏極選擇線sdl2。進(jìn)一步地，可認(rèn)為第一串st1和第二串st2可電聯(lián)接至相同漏極選擇線dsl和相同位線bl、第一串st1可電聯(lián)接至第一源極選擇線ssl1并且第二串st2可電聯(lián)接至第二源極選擇線ssl2。

參照圖12提供根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖1的存儲(chǔ)器系統(tǒng)110中的存儲(chǔ)器裝置150的數(shù)據(jù)處理操作。

根據(jù)圖12的實(shí)施例，控制器130計(jì)算前臺(tái)操作要求的前臺(tái)操作負(fù)載，計(jì)算存儲(chǔ)器裝置150，即，前臺(tái)操作可用的存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器可用負(fù)載，計(jì)算可以在前臺(tái)操作期間執(zhí)行的后臺(tái)操作要求的后臺(tái)操作負(fù)載，并且基于前臺(tái)操作負(fù)載、存儲(chǔ)器可用負(fù)載和后臺(tái)操作負(fù)載確定存儲(chǔ)器裝置150中前臺(tái)操作的優(yōu)先級(jí)和負(fù)載。前臺(tái)操作可以為例如讀取操作和寫入操作中的至少一個(gè)。后臺(tái)操作可以為例如碎片收集(gc)操作和損耗平衡(wl)操作中的至少一個(gè)。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，前臺(tái)操作負(fù)載可以分類為讀取操作要求的前臺(tái)讀取操作負(fù)載和寫入操作(也稱作編程操作)要求的前臺(tái)寫入操作負(fù)載。此外，存儲(chǔ)器可用負(fù)載可以分類為讀取操作當(dāng)前可用的讀取存儲(chǔ)器可用負(fù)載和寫入操作當(dāng)前可用的寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載。

此外，在本發(fā)明的實(shí)施例中，控制器130可以動(dòng)態(tài)地區(qū)分存儲(chǔ)器裝置150的讀取和寫入操作的優(yōu)先次序并且基于前臺(tái)操作負(fù)載、存儲(chǔ)器可用負(fù)載和后臺(tái)操作負(fù)載確定存儲(chǔ)器裝置150中讀取和寫入操作的負(fù)載?？刂破?30也可以動(dòng)態(tài)地確定讀取操作和編程操作的吞吐量。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，控制器130可以基于存儲(chǔ)器裝置150用于讀取和寫入操作的容量(即，存儲(chǔ)器可用負(fù)載)計(jì)算存儲(chǔ)器裝置150的最大讀取存儲(chǔ)器可用負(fù)載和最大寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載。在此情況下，當(dāng)僅從主機(jī)102提供讀取命令時(shí)，控制器130基于最大讀取存儲(chǔ)器可用負(fù)載對存儲(chǔ)器裝置150執(zhí)行讀取操作。當(dāng)僅從主機(jī)102提供寫入命令時(shí)，控制器130基于最大寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載對存儲(chǔ)器裝置150執(zhí)行編程操作。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，控制器130可以基于讀取和寫入命令的數(shù)量和存儲(chǔ)器裝置150中用于讀取和寫入操作存儲(chǔ)器管芯、平面、存儲(chǔ)塊或者頁面的存儲(chǔ)容量而計(jì)算前臺(tái)讀取負(fù)載、前臺(tái)寫入負(fù)載。

此外，在本發(fā)明的實(shí)施例中，控制器130可以基于涉及當(dāng)前要執(zhí)行的讀取和寫入操作的存儲(chǔ)器管芯、平面、存儲(chǔ)塊或者頁面的存儲(chǔ)容量計(jì)算讀取和寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載。

根據(jù)圖12的實(shí)施例，控制器130將對應(yīng)于寫入命令的用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在多個(gè)存儲(chǔ)塊的特定存儲(chǔ)塊中，該多個(gè)存儲(chǔ)塊包括在多個(gè)平面1232-1280中，多個(gè)平面1232-1280包括在存儲(chǔ)器裝置150中的多個(gè)存儲(chǔ)器管芯1230-1270中。

控制器130包括第一計(jì)算單元1202，其適用于計(jì)算一個(gè)或多個(gè)前臺(tái)操作，諸如例如響應(yīng)于讀取和寫入命令中的至少一個(gè)的讀取和/或?qū)懭氩僮鳎蟮那芭_(tái)操作負(fù)載。第一計(jì)算單元1202可以例如計(jì)算讀取操作期間的前臺(tái)讀取操作負(fù)載。第一計(jì)算單元1202可以例如計(jì)算編程操作期間的前臺(tái)寫入操作負(fù)載。第一計(jì)算單元1202可以計(jì)算讀取操作期間的前臺(tái)讀取操作負(fù)載和編程操作期間的寫入操作負(fù)載兩者。第一計(jì)算單元1202可以計(jì)算存儲(chǔ)器裝置150中讀取操作要求的存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)容量作為前臺(tái)讀取操作負(fù)載。第一計(jì)算單元1202可以計(jì)算讀取命令數(shù)量作為前臺(tái)讀取操作負(fù)載。第一計(jì)算單元1202可以計(jì)算存儲(chǔ)器裝置150中寫入操作要求的存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)容量作為前臺(tái)寫入操作負(fù)載。第一計(jì)算單元1202可以計(jì)算寫入命令數(shù)量作為前臺(tái)寫入操作負(fù)載。

控制器130進(jìn)一步包括第二計(jì)算單元1204，其適用于計(jì)算后臺(tái)操作期間的后臺(tái)操作負(fù)載。第二計(jì)算單元1204可以計(jì)算例如gc操作和/或wl操作期間的后臺(tái)操作負(fù)載。在此情況下，為了執(zhí)行包括數(shù)據(jù)的復(fù)制或者交換的后臺(tái)操作，第二計(jì)算單元1204可以計(jì)算存儲(chǔ)器裝置150中涉及正在執(zhí)行的后臺(tái)gc或者wl操作的存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)容量作為后臺(tái)操作負(fù)載。

控制器130可以包括分析單元1208，其適用于基于前臺(tái)讀取操作負(fù)載、前臺(tái)寫入操作負(fù)載和后臺(tái)操作負(fù)載計(jì)算存儲(chǔ)器裝置150的讀取操作和寫入操作之間的執(zhí)行比率。例如，分析單元1208可以基于前臺(tái)操作負(fù)載計(jì)算讀取操作和寫入操作之間的執(zhí)行比率。同樣地，作為示例，分析單元1208可以計(jì)算基于讀取操作和寫入操作要求的存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)容量計(jì)算讀取操作和寫入操作之間的執(zhí)行比率。同樣地，作為示例，分析單元1208可以基于讀取命令和寫入命令的數(shù)量計(jì)算讀取操作和寫入操作之間的執(zhí)行比率。讀取操作和寫入操作之間的執(zhí)行比率可以如下列等式所表示。在此情況下，分析單元1208可以對前臺(tái)讀取操作負(fù)載和前臺(tái)寫入操作負(fù)載分配權(quán)重，以使得讀取操作和寫入操作優(yōu)先于后臺(tái)操作執(zhí)行。

[等式1]

[等式2]

[等式3]

[等式4]

等式1表示由讀取操作和寫入操作要求的存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)容量換算的寫入操作的執(zhí)行比率。等式2表示由讀取命令和寫入命令的數(shù)量換算的寫入操作的執(zhí)行比率。等式3表示由讀取操作和寫入操作要求的存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)容量換算的讀取操作的執(zhí)行比率。等式4表示由讀取命令和寫入命令的數(shù)量換算的讀取操作的執(zhí)行比率。

控制器130可以包括監(jiān)測單元1214，其適用于計(jì)算讀取操作和寫入操作當(dāng)前可用的存儲(chǔ)器裝置150的讀取和寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載。監(jiān)測單元1214可以計(jì)算存儲(chǔ)器裝置150中涉及當(dāng)前將執(zhí)行的讀取操作的存儲(chǔ)器管芯、平面、存儲(chǔ)塊或者頁面的數(shù)量作為讀取存儲(chǔ)器可用負(fù)載。此外，監(jiān)測單元1214計(jì)算存儲(chǔ)器裝置150中涉及當(dāng)前將執(zhí)行的寫入取操作的存儲(chǔ)器管芯、平面、存儲(chǔ)塊或者頁面的數(shù)量作為寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載。

監(jiān)測單元1214可以計(jì)數(shù)通過列隊(duì)單元1206傳輸至存儲(chǔ)器裝置150的讀取命令和寫入命令的數(shù)量。監(jiān)測單元1214可以響應(yīng)于存儲(chǔ)器裝置150傳輸?shù)淖x取和寫入操作通過列隊(duì)單元1206將操作完成通知控制器130。在此情況下，每個(gè)讀取命令和寫入命令可以包括涉及當(dāng)前將執(zhí)行的讀取操作和寫入操作的存儲(chǔ)器管芯、平面、存儲(chǔ)塊或者頁面的地址。

控制器130可以包括計(jì)算單元1210，其適用于計(jì)算存儲(chǔ)器裝置150的最大讀取和寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載。計(jì)算單元1210可以使用通過分析單元1208計(jì)算的讀取操作和寫入操作之間的執(zhí)行比率和存儲(chǔ)器裝置150的讀取和寫入操作參數(shù)計(jì)算最大讀取和寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載。

在此情況下，計(jì)算單元1210可以使用涉及存儲(chǔ)器裝置150中當(dāng)前將執(zhí)行的讀取操作和寫入操作的存儲(chǔ)塊的存儲(chǔ)容量和作為讀取操作參數(shù)的讀取時(shí)間間隔tr并且使用涉及存儲(chǔ)器裝置150中當(dāng)前將執(zhí)行的讀取操作和寫入操作的平面或者頁面的存儲(chǔ)容量以及作為寫入操作參數(shù)的編程時(shí)間間隔tprog來計(jì)算最大讀取和寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載。在此情況下，最大讀取和寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載可以如下列等式5所表示。

[等式5]

執(zhí)行時(shí)間＝max(roet,woet)

等式5表示在最大讀取和寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載的讀取操作和寫入操作中的一個(gè)期間的執(zhí)行時(shí)間。在等式5中，“roet”是最大讀取存儲(chǔ)器可用負(fù)載的讀取操作執(zhí)行時(shí)間，“woet”是最大寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載的寫入操作執(zhí)行時(shí)間。根據(jù)等式5，計(jì)算單元1210計(jì)算存儲(chǔ)器管芯的數(shù)量(nrd)作為最大讀取存儲(chǔ)器可用負(fù)載，并且計(jì)算存儲(chǔ)器管芯的數(shù)量(nnands-nrd)作為最大寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載，使得執(zhí)行時(shí)間最小化。

控制器130可以包括調(diào)度單元1212，其適用于基于通過計(jì)算單元1210計(jì)算的最大讀取和寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載和通過監(jiān)測單元1214計(jì)算的當(dāng)前讀取和寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載調(diào)度存儲(chǔ)器裝置150中讀取操作和寫入操作的優(yōu)先級(jí)和負(fù)載。

在此情況下，調(diào)度單元1212可以基于最大讀取和寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載和當(dāng)前讀取和寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載動(dòng)態(tài)地確定存儲(chǔ)器裝置150讀取操作和寫入操作的優(yōu)先級(jí)。調(diào)度單元1212可以隨后基于確定的優(yōu)先級(jí)動(dòng)態(tài)地確定存儲(chǔ)器裝置150中讀取操作和寫入操作的負(fù)載。存儲(chǔ)器裝置150中讀取操作和寫入操作的負(fù)載表示涉及存儲(chǔ)器裝置150中當(dāng)前將執(zhí)行的讀取操作和寫入操作的存儲(chǔ)器管芯、平面、存儲(chǔ)塊或者頁面的數(shù)量。

控制器130進(jìn)一步包括列隊(duì)單元1206，其適用于生成存儲(chǔ)器裝置150的命令使得基于由調(diào)度單元1212確定的存儲(chǔ)器裝置150中的讀取操作和寫入操作的負(fù)載對存儲(chǔ)器裝置150執(zhí)行讀取操作和寫入操作，并且對存儲(chǔ)器裝置150列隊(duì)存儲(chǔ)器裝置150的命令。在此情況下，存儲(chǔ)器裝置150的命令包括存儲(chǔ)器裝置150的存儲(chǔ)器管芯、平面、存儲(chǔ)塊或者頁面的地址，基于通過調(diào)度單元1212動(dòng)態(tài)地確定的存儲(chǔ)器裝置150中的讀取操作和寫入操作的負(fù)載，讀取操作和寫入操作將在所述存儲(chǔ)器管芯、平面、存儲(chǔ)塊或者頁面中執(zhí)行。

例如，當(dāng)調(diào)度單元1212確定讀取操作的優(yōu)先級(jí)高于寫入操作的優(yōu)先級(jí)并且分析單元1208計(jì)算讀取操作和寫入操作之間的執(zhí)行比率例如為75：25時(shí)，調(diào)度單元1212確定讀取操作的負(fù)載為存儲(chǔ)器裝置150中的三個(gè)存儲(chǔ)器管芯、平面、存儲(chǔ)塊或者頁面并且寫入操作的負(fù)載為存儲(chǔ)器裝置150中的一個(gè)存儲(chǔ)器管芯、平面、存儲(chǔ)塊或者頁面。然后控制器130可以基于確定的讀取操作和寫入操作的負(fù)載執(zhí)行存儲(chǔ)器裝置150的讀取操作和寫入操作。

在此情況下，當(dāng)讀取存儲(chǔ)器可用負(fù)載大于寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載時(shí)，控制器130減少確定的讀取操作的負(fù)載并且增加確定的寫入操作的負(fù)載。例如，控制器130將讀取操作的負(fù)載減少為兩個(gè)存儲(chǔ)器管芯、平面、存儲(chǔ)塊或者頁面并且將寫入操作的負(fù)載增加為兩個(gè)存儲(chǔ)器管芯、平面、存儲(chǔ)塊或者頁面。

作為另一個(gè)示例，當(dāng)調(diào)度單元1212確定讀取操作的優(yōu)先級(jí)低于寫入操作的優(yōu)先級(jí)并且分析單元1208計(jì)算讀取操作和寫入操作之間的執(zhí)行比率例如為25：75時(shí)，調(diào)度單元1212確定讀取操作的負(fù)載為存儲(chǔ)器裝置150中的一個(gè)存儲(chǔ)器管芯、平面、存儲(chǔ)塊或者頁面并且寫入操作的負(fù)載為存儲(chǔ)器裝置150中的三個(gè)存儲(chǔ)器管芯、平面、存儲(chǔ)塊或者頁面。然后，控制器130基于確定的讀取操作和寫入操作的負(fù)載執(zhí)行存儲(chǔ)器裝置150的讀取操作和寫入操作。

在此情況下，當(dāng)讀取存儲(chǔ)器可用負(fù)載小于寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載時(shí)，控制器130增加確定的讀取操作的負(fù)載并且減少確定的寫入操作的負(fù)載。例如，控制器130將讀取操作的負(fù)載增加為兩個(gè)存儲(chǔ)器管芯、平面、存儲(chǔ)塊或者頁面并且將寫入操作的負(fù)載減少為兩個(gè)存儲(chǔ)器管芯、平面、存儲(chǔ)塊或者頁面。

作為另一個(gè)示例，當(dāng)僅從主機(jī)102提供讀取命令并且僅計(jì)算前臺(tái)讀取操作負(fù)載，即調(diào)度單元1212確定讀取操作的優(yōu)先級(jí)高于寫入操作的優(yōu)先級(jí)并且分析單元1208計(jì)算讀取操作和寫入操作之間的執(zhí)行比率為100：0時(shí)，基于最大讀取存儲(chǔ)器可用負(fù)載和當(dāng)前讀取存儲(chǔ)器可用負(fù)載，調(diào)度單元1212確定存儲(chǔ)器裝置150中的讀取操作的負(fù)載為存儲(chǔ)器裝置150中的最大讀取存儲(chǔ)器可用負(fù)載(例如，四個(gè)存儲(chǔ)器管芯、平面、存儲(chǔ)塊或者頁面)，并且控制器130基于確定的讀取操作的負(fù)載對存儲(chǔ)器裝置150執(zhí)行讀取操作。

作為另一個(gè)示例，當(dāng)僅從主機(jī)102提供寫入命令并且僅計(jì)算前臺(tái)寫入操作負(fù)載，即調(diào)度單元1212確定讀取操作的優(yōu)先級(jí)低于寫入操作的優(yōu)先級(jí)并且分析單元1208計(jì)算讀取操作和寫入操作之間的執(zhí)行比率為0：100時(shí)，基于最大寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載和當(dāng)前寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載，調(diào)度單元1212確定存儲(chǔ)器裝置150中的寫入操作的負(fù)載為最大寫入存儲(chǔ)器可用負(fù)載(例如，四個(gè)存儲(chǔ)器管芯、平面、存儲(chǔ)塊或者頁面)，并且控制器130基于確定的寫入操作的負(fù)載對存儲(chǔ)器裝置150執(zhí)行寫入操作。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，存儲(chǔ)器系統(tǒng)計(jì)算對應(yīng)于接收的命令的前臺(tái)操作負(fù)載，計(jì)算當(dāng)前將對存儲(chǔ)器裝置150執(zhí)行的前臺(tái)操作涉及的可用存儲(chǔ)器負(fù)載，計(jì)算前臺(tái)操作期間對存儲(chǔ)器裝置150執(zhí)行后臺(tái)操作要求的后臺(tái)操作負(fù)載，基于前臺(tái)操作負(fù)載、可用存儲(chǔ)器負(fù)載和后臺(tái)操作負(fù)載動(dòng)態(tài)地確定存儲(chǔ)器裝置150的前臺(tái)操作的優(yōu)先級(jí)和存儲(chǔ)器裝置150中前臺(tái)操作的負(fù)載，并且基于動(dòng)態(tài)地確定的存儲(chǔ)器裝置150的前臺(tái)操作的優(yōu)先級(jí)和存儲(chǔ)器裝置150中前臺(tái)操作的負(fù)載對存儲(chǔ)器裝置150執(zhí)行前臺(tái)操作。

如上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，存儲(chǔ)器系統(tǒng)計(jì)算對應(yīng)于讀取和/或?qū)懭朊畹那芭_(tái)操作負(fù)載，計(jì)算當(dāng)前將對存儲(chǔ)器裝置150執(zhí)行的讀取操作和寫入操作涉及的可用存儲(chǔ)器負(fù)載，計(jì)算前臺(tái)讀取操作和寫入操作期間對存儲(chǔ)器裝置150執(zhí)行后臺(tái)操作要求的后臺(tái)操作負(fù)載，基于前臺(tái)操作負(fù)載、可用存儲(chǔ)器負(fù)載和后臺(tái)操作負(fù)載動(dòng)態(tài)地確定存儲(chǔ)器裝置150的讀取操作和寫入操作的優(yōu)先級(jí)和存儲(chǔ)器裝置150中讀取操作和寫入操作的負(fù)載，并且基于動(dòng)態(tài)地確定的存儲(chǔ)器裝置150的讀取操作和寫入操作的優(yōu)先級(jí)和存儲(chǔ)器裝置150中讀取操作和寫入操作的負(fù)載對存儲(chǔ)器裝置150執(zhí)行讀取操作和寫入操作。

因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的存儲(chǔ)器系統(tǒng)能夠最大化數(shù)據(jù)處理性能。此外，存儲(chǔ)器系統(tǒng)能夠通過使用多級(jí)反饋列隊(duì)法動(dòng)態(tài)地調(diào)度存儲(chǔ)器裝置150的讀取操作和寫入操作，通過多級(jí)反饋列隊(duì)法，以反饋方式監(jiān)測對存儲(chǔ)器裝置150執(zhí)行的讀取操作和寫入操作并且存儲(chǔ)器裝置150的讀取命令和寫入命令同時(shí)列隊(duì)。

圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖1的存儲(chǔ)器系統(tǒng)10的操作過程的流程圖。

根據(jù)圖13的實(shí)施例，存儲(chǔ)器系統(tǒng)110在步驟1310接收來自主機(jī)102的命令，例如讀取和/或?qū)懭朊?。在步驟1320，存儲(chǔ)器系統(tǒng)110分別地計(jì)算諸如例如對應(yīng)于提供的命令的讀取和/或?qū)懭氩僮鞯拿畈僮鞯那芭_(tái)操作負(fù)載和用于命令操作的存儲(chǔ)器裝置150的存儲(chǔ)器可用負(fù)載。

此外，在步驟1330，存儲(chǔ)器系統(tǒng)110基于前臺(tái)操作負(fù)載、可用存儲(chǔ)器負(fù)載和后臺(tái)操作負(fù)載動(dòng)態(tài)地確定存儲(chǔ)器裝置150中讀取操作和寫入操作的優(yōu)先級(jí)和負(fù)載。

在步驟1340，存儲(chǔ)器系統(tǒng)110基于確定的讀取操作和寫入操作的負(fù)載對存儲(chǔ)器裝置150執(zhí)行命令操作，例如，讀取操作和寫入操作。

在此情況下，已經(jīng)參考圖12詳細(xì)描述了作為對應(yīng)于命令的吞吐量的前臺(tái)操作負(fù)載的計(jì)算、可用存儲(chǔ)器負(fù)載的計(jì)算(即，作為用于讀取操作和寫入操作的存儲(chǔ)器裝置150的容量的讀取存儲(chǔ)器可用負(fù)載)、存儲(chǔ)器裝置150的后臺(tái)操作負(fù)載的計(jì)算、以及基于前臺(tái)操作負(fù)載、可用存儲(chǔ)器負(fù)載和后臺(tái)操作負(fù)載的存儲(chǔ)器裝置150的讀取操作和寫入操作的動(dòng)態(tài)調(diào)度，并且因此省略其詳細(xì)說明。

根據(jù)本發(fā)明的上述實(shí)施例的存儲(chǔ)器系統(tǒng)和存儲(chǔ)器系統(tǒng)的操作方法能夠最小化存儲(chǔ)器系統(tǒng)的復(fù)雜度，降低最佳性能負(fù)載，提高數(shù)據(jù)處理操作的穩(wěn)定性并且增加存儲(chǔ)器系統(tǒng)采用的存儲(chǔ)器裝置的使用效率。

盡管為了說明的目的已經(jīng)描述了各種實(shí)施例，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將明顯的是，在不脫離如權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和/或范圍的情況下可以做出各種改變和變型。