[发明专利]包括具有不同类型集成电路存储器设备的分层存储器模块的系统

说明书

技术领域

本公开内容在此一般地涉及集成电路设备和/或此类设备的高速 信令。

背景技术

在各种存储器技术以及实现那些存储器技术中，在存储器系统 的性能、耐久性、密度、成本和功耗方面存在着显著差异。虽然特 定的存储器技术可以具有相对短的延迟或读取访问时间，但是同一 存储器技术可能具有相对较长的写入时间，这可能不适于某些应用。 对于特定存储器位置，特定的存储器技术可能限于相对低的写操作 数量。在超过限制的写操作数量之后，则可能不能可靠地存储以及 从存储器位置取回信息。在密度方面，存储器技术可以约为其他存 储器技术的四到十倍，或比其他存储器技术占用小得多的表面积/体 积。某些存储器技术的成本约为其他存储器技术的一半。以不同的 存储器技术进行存储器访问操作期间，可以使用各种电压或电流， 这导致了不同的功耗率。因此，某些存储器技术比其他存储器技术 使用更多的功率。

附图说明

通过示例的方式、并且不通过限制的方式示出了实施方式。在 附图中，类似的标号表示类似的元素。

图1示出了基于存储器模块布局和设备类型组织为逻辑和物理 层的分层存储器系统。

图2A示出了具有层级电路的集成电路缓冲器设备。

图2B示出了类似于图2A的集成电路缓冲器设备。

图3A示出了不同层级模块之间的相关数据映射。

图3B示出了不同层级模块之间的相关地址映射。

图4示出了具有层级电路的控制器。

图5A-5D是示出了操作具有存储器模块层级的存储器系统的方 法的流程图。

具体实施方式

除其他实施方式之外，存储器系统包括控制器和具有不同类型 集成电路存储器设备的存储器模块层级。(存储器模块的)层级包 括一个或多个具有特定类型集成电路存储器设备的存储器模块。与 具有带有单个类型集成电路存储器设备的存储器模块的系统相比， 存储器模块的层级可以增加总系统性能。通过在第一层级中使用第 一类型集成电路存储器设备，总系统读取延迟可以减小并且写数据 耐久性可以增大；同时通过在第二层级中使用成本更小并且功耗更 小的第二类型集成电路存储器设备，而减小了总成本和功耗。例如， 至少一个易失性存储器设备布置在第一层级中，并且至少一个非易 失性存储器设备布置在第二层级中，从而该第一层级可以充当控制 器和第二层级的读取/写入高速缓存。

在实施方式中，层级以菊花链方式耦合。第一信号路径将控制 器耦合至具有易失性集成电路存储器设备的第一存储器模块。第二 信号路径将第一存储器模块耦合至具有非易失性存储器设备的第二 存储器模块。控制器在第一信号路径上传送有待存储在易失性存储 器设备中的控制信息和写数据。通过第一存储器模块将用于非易失 性存储器设备的控制信息和写数据从控制器传送到第一信号路径 上，并且继而传送到第二信号路径上。同样地，控制器通过第一存 储器模块从第一信号路径和第二信号路径访问存储在易失性和非易 失性存储器设备上的读数据。控制信息、读数据和写数据可以通过 布置在第一存储器模块上的集成电路缓冲器设备，来在第一和第二 信号路径之间传送。

在其他实施方式之中，用于操作具有存储器模块层级的存储器 系统的方法包括：在第一层级中缓冲/高速缓存已经存储在第二层级 中的写数据的块。然后，响应于控制信号，该写数据的块可以通过 将高速缓存至第一层级中的写数据的块传送到第二层级中而被重写 (或刷新/恢复)。来自于第二层级的读数据可以以块的形式传送到 第一层级，同时控制器访问存储(读数据或写数据)在第一层级中 的数据。可以将写数据重映射到层级中的不同存储器位置，以分散 并最小化写耐久性。将被存储在第二层级中的写数据可以存储在第 一层级中，并且由控制器读取，同时写数据的块从第一层级传送并 且存储在第二层级中。将被存储在第二层级中的写数据可以被重映 射，并且存储在第一层级中，或在检测到有缺陷的存储器位置时存 储在第一层级中的不同位置。

图1示出了全缓冲存储器系统100的一个实施方式，该存储器 系统100采用存储器控制器110、第一存储器模块118形式的存储器 设备的第一集合、以及第二存储器模块120形式的存储器设备的第 二集合。点到点串行链接140a、140b和150a、150b形式的各个上 游和下游信号路径以菊花链式配置将控制器耦合至存储器模块。时 钟源130将系统时钟信号分发到控制器和存储器模块。