[发明专利]具有应用程序感知纠错码的非易失性存储系统

说明书

本公开提供了一种存储器系统(例如，固态驱动器或SSD)，该存储器系统使用应用程序感知ECC方案来利用数据库模式和分析查询的细节。仅与查询相关的字段被解码，其他字段在很大程度上被忽略。描述了集成交织(II)代码和乘积码方法。与在将由分析使用的任何字段可用之前解码整个记录的传统ECC方案相比，新的应用程序感知ECC方案可以实现数量级吞吐量提升和/或显著地降低的解码器复杂性。

背景技术

非易失性半导体存储器用于固态驱动器(SSD)中。随着互联网规模的服务不断增长，通过对大量数据进行即席查询的实时数据处理和数据分析正在成为关键应用。另外，随着存储器密度不断扩大，SSD容量继续呈指数增长。当前的企业系统配备较差以致于无法管理这些趋势，因为它们依赖于将大量数据移入系统的主存储器以进行处理。这些解决方案依赖于将数据存储在一个位置(即，如同SSD的存储设备)处，并且将数据移动到不同的位置(通常是DRAM)以进行计算。虽然该方法适用于数据量有限的一些应用，但由于传输数据所浪费的时间以及在此类系统中包含大规模(例如，拍字节)DRAM容量的过高成本和功耗，具有大规模数据的应用无法使用该方法。

SSD或其他存储器系统的一个用途是用于数据库的存储。数据库中的记录可能由多个字段组成。查询可以测试某些字段并选择满足指定条件的记录。此外，查询可以仅检索所选择的记录中的字段中的一些。为了保护存储在存储器系统中的数据的完整性，数据通常由纠错码(ECC)保护。通常，ECC码字中包括了一个或多个记录。在传统ECC方案诸如LDPC或BCH代码中，码字中的所有位需要在生成任何解码位之前解码。因此，即使对数据库的查询仅涉及几个字段，也需要解码整个记录。解码复杂性和功率浪费在那些不相关的字段上，从而阻止实现非常高的吞吐量。

附图说明

类似编号的元件是指不同图中的共同部件。

图1是固态驱动器的一个实施方案的框图，该固态驱动器包括控制器、用于存储数据的非易失性存储器以及在数据位置附近的可用于执行公用数据操纵操作的计算引擎。

图2是固态驱动器的一个实施方案的框图，该固态驱动器包括控制器、用于存储数据的非易失性存储器以及在数据位置附近的可用于执行公用数据操纵操作的计算引擎。

图3是具有计算引擎的前端处理器电路的一个实施方案的框图。前端处理器电路是控制器的一部分。

图4是后端处理器电路的一个实施方案的框图。在一些实施方案中，后端处理器电路是控制器的一部分。

图5是存储器封装件的一个实施方案的框图。

图6是存储器管芯的一个实施方案的框图。

图7是固态驱动器的一个实施方案的框图，该固态驱动器包括控制器、用于存储数据的非易失性存储器以及在数据位置附近的可用于执行公用数据操纵操作的计算引擎。

图8是固态驱动器的一个实施方案的框图，该固态驱动器包括控制器、用于存储数据的非易失性存储器以及在数据位置附近的可用于执行公用数据操纵操作的计算引擎。

图9是没有计算引擎的前端处理器电路的一个实施方案的框图。在一些实施方案中，前端处理器电路是控制器的一部分。

图10是固态驱动器的一个实施方案的框图，该固态驱动器包括控制器、用于存储数据的非易失性存储器以及在数据位置附近的可用于执行公用数据操纵操作的计算引擎。

图11是具有计算引擎的后端处理器电路的一个实施方案的框图。在一些实施方案中，后端处理器电路是控制器的一部分。

图12是固态驱动器的一个实施方案的框图，该固态驱动器包括控制器、用于存储数据的非易失性存储器以及在数据位置附近的可用于执行公用数据操纵操作的计算引擎。

图13A是固态驱动器的一个实施方案的框图，该固态驱动器包括控制器、用于存储数据的非易失性存储器以及在数据位置附近的可用于执行公用数据操纵操作的计算引擎。