[发明专利]高速缓存存储器及包含其的存储系统及其操作方法

说明书

高速缓存存储器包括：对应于偶地址的第一高速缓存区域；和对应于奇地址的第二高速缓存区域，其中第一高速缓存区域和第二高速缓存区域中的每一个包括多个高速缓存组，并且每个高速缓存组包括：数据组字段，其适用于储存与偶地址和奇地址之中的地址相对应的数据；以及配对字段，其适用于储存关于位置的信息，该位置储存对应于相邻地址的数据，所述相邻地址与对应于被存储数据的地址相邻。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年3月22日提交的申请号为10-2019-0032906的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开总体上涉及一种包括高速缓存存储器的存储系统。

背景技术

近来，正在积极地研究诸如电阻式随机存取存储器(RRAM)、相变随机存取存储器(PCRAM)、磁性随机存取存储器(MRAM)和铁电随机存取存储器(FRAM)的下一代存储器。但是，下一代存储器的操作速度没有达到期望的速度，并且下一代存储器的缺陷率没有达到期望的水平。此外，下一代存储器在耐久性方面存在问题。因此，当多次访问下一代存储器时，下一代存储器的寿命迅速减小。提出了一种高速缓存存储器以支持下一代存储器的操作速度并减少访问次数。

此外，下一代存储器应该能够与各种类型的主机一起操作。每个主机可能具有不同的数据块(data chunk)尺寸。为了在主机的数据块尺寸与存储器的数据块尺寸不同时允许主机与存储器之间的通信，提出了高速缓存存储器。

发明内容

本发明的各种实施例针对用于存储系统的结构和功能性得到改进的高速缓存存储器。

高速缓存存储器可以用于具有不同数据块尺寸的主机与存储系统的存储设备之间的通信。

高速缓存存储器可以提高采用该高速缓存存储器的存储系统的操作速度。

高速缓存存储器可以减少存储系统的存储设备被访问的次数。

在一个实施例中，一种高速缓存存储器包括：与偶地址相对应的第一高速缓存区域；与奇地址相对应的第二高速缓存区域，其中，第一高速缓存区域和第二高速缓存区域中的每一个包括多个高速缓存组，并且每个高速缓存组包括：数据组字段，其适用于储存与偶地址和奇地址之中的地址相对应的数据；以及配对字段，其适用于储存关于位置的信息，与被储存数据所对应的地址相邻的相邻地址所对应的数据储存在所述位置。

在一个实施例中，一种存储系统包括：第一高速缓存区域，其包括多个第一高速缓存组并且适用于储存与偶地址相对应的第一数据；第二高速缓存区域，其包括多个第二高速缓存组并且适用于储存与奇地址相对应的第二数据；检查电路，其适用于针对每个第一高速缓存组和每个第二高速缓存组来检查输入数据的命中或未命中；检测电路，其适用于检测输入数据是第一数据还是第二数据；以及控制电路，其适用于根据检查结果和检测结果而将输入数据分配给在多个第一高速缓存组和第二高速缓存组之中的一个。

在一个实施例中，一种存储系统的操作方法，该存储系统包括高速缓存存储器，该高速缓存存储器在具有不同数据块尺寸的主机与存储器之间且包括第一高速缓存区域和第二高速缓存区域，第一高速缓存区域和第二高速缓存区域中的每一个包括多个缓存组，该操作方法包括：基于输入地址，检查第一高速缓存区域的命中或未命中；当第一高速缓存区域的第三高速缓存组被检查为命中并且输入数据对应于第一高速缓存区域时，将输入数据储存在第三高速缓存组中；并且当第三高速缓存组被检查为命中并且输入数据对应于第二高速缓存区域时，生成第三高速缓存组的位置信息。