[发明专利]高速非易失性存储器设备

说明书

背景

当引导时，当代个人计算机在用户能够对一任务进行操作之前经常花费大 约二十秒来加载操作系统。该长延迟使用户感到烦恼，并且有时使得用户在可 以使用完成该任务的其他手段时却不能打断计算机的启动，由此限制了个人计 算机的有用性。

为了避免必须引导计算机以便使用其功能，已经引入了各种解决方案，诸 如使得计算机在其先前使用之后进入待机状态(例如，ACPI S3睡眠状态)。 在待机状态中，向系统存储器提供某些电量以保留存储器内容。虽然待机允许 个人计算机相对快速地恢复到其有用的状态，但待机具有当在睡眠模式时耗尽 电池的缺点，并因此并非始终是合乎需要的。待机模式还会在掉电的情况下丢 失数据，这意味着即使台式机或插电式笔记本也可能在电源故障期间丢失数 据。

提供快速启动的另一解决方案被称为休眠(例如，ACPI S4状态)，其中 存储器的内容在休眠时被传送到硬盘休眠文件，并且当恢复到正常操作状态时 从休眠文件中读回。该解决方案也有缺点，包括它花费相对较长的时间来恢复， 这是因为休眠文件需要从相对较慢的硬盘驱动器传送回到系统存储器并解包。

概述

提供本概述以便以简化形式介绍将在以下的详细描述中进一步描述的一 些代表性概念。本概述并不旨在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特 征，也不旨在用于以任何方式帮助确定所要求保护的主题的范围。

简言之，此处所描述的主题的各方面涉及一种高速非易失性存储器设备， 其包括经由接口耦合到诸如单独的闪存芯片或一个闪存芯片的单独区域等各 组非易失性存储的控制器。该控制器包括通过在接口之间交错写入，包括通 过在适当时在接口之间并行写入来处理基本上任意大小的请求的逻辑。例如， 数据可经由直接存储器存取(DMA)传输来接收，并且作为块写来写入闪存。 控制器维护与写请求相关联的信息以允许交错的数据在稍后被读回时被重新 组装到其正确的相对位置。

当控制器接收到读请求时，该控制器通过使用所维护的信息来确定对应于 该请求的数据是如何交错和存储的来处理该读请求。该数据然后通过从用于写 入该数据的适当的接口读回每个块(或其他子集)来返回。例如，数据可经由 DMA传输来返回。

特别地，该高速非易失性存储器设备由此提供一种允许个人计算机快速引 导或从休眠或其他降低功率状态中恢复，由此使得个人计算机就例如启动时间 而言更像消费电子设备的硬件设备和软件解决方案。该高速非易失性存储器设 备还可出于其他数据存储目的来使用，诸如在正常操作期间的高速缓存和文件 存储，诸如用于提供比硬盘交换更快的额外的存储器。因为控制器处理非易失 性存储器和计算机系统的剩余部分之间的转换，所以可经由单个请求来保存任 意量的数据，而无需由数据源来特殊格式化，由此便于快速操作。

结合附图阅读以下详细描述，本发明的其他优点会变得显而易见。

附图简述

作为示例而非限制，在附图中示出了本发明，附图中相同的附图标记指示 相同或相似的元素，附图中：

图1示出了可以将本发明的各方面并入其中的通用计算环境的说明性示 例。

图2是其中存在高速非易失性存储器设备的示例个人计算机系统体系结 构的表示。

图3是示例高速非易失性存储器设备的表示。

图4是示例高速非易失性存储器设备的表示，包括由其中的控制器逻辑执 行以便将数据写入非易失性存储的各示例步骤。

图5是示例高速非易失性存储器设备的表示，包括由其中的控制器逻辑执 行以便从非易失性存储读取数据的各示例步骤。

详细描述

示例性操作环境

图1示出了可在其上实现本发明的合适的计算系统环境100的示例。计算 系统环境100只是合适计算环境的一个示例，而非意在暗示对本发明使用范围 或功能有任何限制。也不应该把计算环境100解释为对示例性操作环境100中 示出的任一组件或其组合有任何依赖性或要求。

本发明可用各种其它通用或专用计算系统环境或配置来操作。适用于本发 明的公知的计算系统、环境和/或配置的示例包括，但不限于：个人计算机、服 务器计算机、手持式或膝上型设备、图形输入板设备、多处理器系统、基于微 处理器的系统、机顶盒、可编程消费者电子产品、网络PC、小型机、大型计 算机、包括上述系统或设备中的任一个的分布式计算机环境等。