[发明专利]3D非易失性存储装置及其读数据方法、写数据方法

说明书

本申请公开了一种3D非易失性存储装置及其读数据方法、写数据方法。该3D非易失性存储装置包括：控制晶圆，设有NVM接口；缓存晶圆，设置在控制晶圆的一侧，且与NVM接口电连接；非易失性存储晶圆，设置在控制晶圆设有缓存晶圆的一侧，且与NVM接口电连接；控制晶圆接收写请求，判断缓存晶圆是否还有缓存空间，若否，控制晶圆将缓存晶圆中存储的部分数据转存至非易失性存储晶圆，并将写请求对应的数据写入缓存晶圆；其中，转存至非易失性存储晶圆中的部分数据为优先级低的数据。本申请能够实现3D结构的非易失性存储装置，且能够降低非易失性存储装置的读写时延，进而提高其数据读写效率，且提高非易失性存储装置的集成度，节约成本。

技术领域

本申请涉及存储器技术领域，特别是涉及一种3D非易失性存储装置及其读数据方法、写数据方法。

背景技术

非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)是一种即使关闭电源也能够保存已保存数据的存储器。与易失性存储器不同，NVM不需要定期刷新其存储器数据。

本申请的发明人在长期的研发过程中发现，为减轻NVM接口的负载，通常在控制器和NVM设备之间加入分立存储器作为缓存；但利用分立存储器会使得数据在写入和读出时均有一定延迟，会导致控制器和NVM设备之间的数据传输效率降低，且会导致整个存储系统的集成度降低，成本升高。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供3D非易失性存储装置及其读数据方法、写数据方法，以实现3D结构的非易失性存储装置，且降低非易失性存储装置的读写时延，进而提高其数据读写效率，且提高非易失性存储装置的集成度，节约成本。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种3D非易失性存储装置。该3D非易失性存储装置包括：控制晶圆，设有NVM接口；缓存晶圆，设置在控制晶圆的一侧，且与NVM接口电连接；非易失性存储晶圆，设置在控制晶圆设有缓存晶圆的一侧，且与NVM接口电连接；控制晶圆接收写请求，判断缓存晶圆是否还有缓存空间，若否，控制晶圆将缓存晶圆中存储的部分数据转存至非易失性存储晶圆，并将写请求对应的数据写入缓存晶圆；其中，转存至非易失性存储晶圆中的部分数据为优先级低的数据。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种3D非易失性存储装置的写数据方法。3D非易失性存储装置包括：控制晶圆及设置在控制晶圆同一侧且与控制晶圆的NVM接口电连接的缓存晶圆及非易失性存储晶圆，写数据方法包括：控制晶圆接收写请求，判断缓存晶圆是否还有缓存空间；若否，控制晶圆将缓存晶圆中存储的部分数据转存至非易失性存储晶圆；控制晶圆将写请求对应的数据写入缓存晶圆；其中，转存至非易失性存储晶圆中的部分数据为优先级低的数据

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种3D非易失性存储装置的读数据方法。3D非易失性存储装置包括：控制晶圆接收读请求，并判断与读请求对应的数据存储在缓存晶圆或者存储在所述非易失性存储晶圆；在读请求对应的数据存储在缓存晶圆时，控制晶圆从缓存晶圆读取读请求对应的数据，并对读请求对应的数据进行优先级排序；在读请求对应的数据存储在非易失性存储晶圆时，控制晶圆从非易失性存储晶圆中读取读请求对应的数据；将读取的与读请求对应的数据转存在缓存晶圆。

本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请3D非易失性存储装置采用控制晶圆及设置在控制晶圆同一侧的缓存晶圆及非易失性存储晶圆的三维堆叠结构，即3D结构，不仅能够提高3D非易失性存储装置的集成度，节约成本；而且还能降低数据在控制晶圆、缓存晶圆及非易失性存储晶圆之间的传输路径，从而降低数据在控制晶圆、缓存晶圆及非易失性存储晶圆之间的传输时延，因此能够提高3D非易失性存储装置的读写效率；同时，在缓存晶圆中没有缓存空间时，控制晶圆将缓存晶圆中存储的优先级低的数据转存至非易失性存储晶圆，再将写请求对应的数据写入缓存晶圆，不仅能够避免数据的丢失，而且还能够保证优先级高的数据存储在缓存晶圆，能够进一步提高数据的读写效率。

附图说明