[发明专利]存储器控制器和存储模块及包括其的处理器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年06月01日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2016-0068402的优先权和权益，其整个内容通过引用并入本文。

背景

(a)领域

所描述的技术涉及存储器控制器和存储模块以及包括其的处理器。

(b)相关技术的描述

响应于以高的数据存储容量和低功率消耗为特征的存储设备，已经开发了新的存储设备。这些下一代的存储设备包括，例如，使用相变材料来存储数据的相变存储器(PCM)。相变随机存取存储器(PRAM)是PCM的典型一个。PCM使用相变材料，其可以在晶态和非晶态之间转换，并且基于晶态和非晶态之间的电阻率差异存储数据。

在PCM中，问题是通过改变相变材料的状态来写入数据比通过当前状态的相变材料读取数据需要更长的时间。

概述

本发明的实施方案提供存储器控制器和存储模块以及包括其的处理器，用于减少由CPU经历的数据写入延迟时间。

根据本发明的另一个实施方案，提供了包括请求处理器、请求队列和调度器的存储器控制器。请求处理器处理从中央处理单元(CPU)发出且对使用相变存储器的存储设备请求数据写入的写请求。请求队列存储写请求。当预定的写入时间已经过去时，调度器将关于写请求的完成返回到CPU，其中，该预定的写入时间比响应于写请求完成对存储设备的存储单元的数据写入所花费的写入延迟时间短。

存储器控制器还可以包括存储缓冲器，其当对应于写请求的写入数据被写入存储设备时，暂时存储该写入数据。响应于来自CPU的读请求，当对应于读请求的读取数据是存储在存储缓冲器时，请求处理器可以从存储缓冲器中读取该读取数据。

存储器控制器还可以包括存储在存储缓冲器中存储的数据的地址的查找存储器。

存储缓冲器可以在预定的时间已经过去之后逐出写入数据。

当新的写请求被插入时，存储缓冲器可以将最旧的数据逐出。

存储器控制器还可以包括过期队列(expiration queue)，其包括分别对应于存储缓冲器的多个第二条目的多个第一条目，并且在写请求被插入时移动指针。存储缓冲器可以将对应于指针指示的第一条目的第二条目的数据从第二条目中逐出。

过期队列还可以在预定的时间到期时移动该指针。

请求队列可以包括存储写请求的写请求队列。当对应于写请求的串列(burst)存在于写请求队列时，请求处理器可以将写请求添加到该串列中，以及当写请求队列中没有存在对应于写请求的串列时，将包括写请求的新的串列添加到写请求队列。

请求队列还可以包括读请求队列，其存储从CPU发出的且请求从存储设备中数据读取的读请求。当对应于读请求的串列存在于读请求队列中时，请求处理器可以将读请求添加到该串列中，以及当读请求队列中没有存在对应于读请求的串列时，将包括读请求的新的串列添加到读请求队列。

请求队列可以包括存储写请求的写请求队列和存储从CPU发出的且请求从存储设备中数据读取的读请求的读请求队列。当预定的延迟时间已经从存储设备中的之前的写入操作过去时，调度器可以基于存储在写请求队列的请求创建待向存储设备发出的命令。

当还没有经过预定的延迟时间时，调度器可以基于存储在读请求队列中的请求创建待向存储设备发出的命令。

可以基于用于在之前的写入操作之后再次执行存储设备中的写入操作所需的时间，确定预定的延迟时间。

可以基于用于存储设备中的写入操作的电荷泵所需的时间，确定预定的延迟时间。

可以基于用于在存储设备中冷却所需的时间，确定预定的延迟时间。

根据本发明的又一个实施方案，提供了包括写请求队列、读请求队列和调度器的存储器控制器。从CPU请求对使用相变存储器的存储设备的数据写入的写请求被添加到写请求队列。从CPU请求从存储设备的数据读取的读请求被添加到读请求队列。当满足预定的条件时，基于存储在写请求队列的请求，调度器创建待向存储设备发出的命令，以及当没有满足预定的条件时，基于存储在读请求队列的请求，创建待向存储设备发出的命令。

预定的条件可以包括写请求队列不是空的第一条件和已经从存储设备中的之前的写入操作经过预定的延迟时间的第二条件。

可以基于用于在之前的写入操作之后再次执行存储设备中的写入操作所需的时间，确定预定的延迟时间。