用于存储器子系统的内部管理业务调节技术方案

本申请案涉及用于存储器子系统的内部管理业务调节。在一个实施例中，处理装置耦合到存储器组件以监视来自耦合到多个存储器组件的主机装置的主机读取操作和主机写入操作。所述处理装置使用可变大小内部命令队列调度预定比例的后端处理装置读取和写入操作作为与主机读取操作数目和主机写入操作数目成比例的内部管理业务。所述处理装置随后执行所述主机读取操作和所述主机写入操作的子集。在所述主机读取操作和所述主机写入操作的所述子集的执行后，所述处理装置基于所述预定比例执行内部管理业务操作。

【技术实现步骤摘要】
用于存储器子系统的内部管理业务调节优先权要求本申请案要求以全文引用的方式并入本文中的2019年7月15日提交的第62/874,349号美国临时专利申请案以及以全文引用的方式并入本文中的2020年4月22日提交的第16/855,510号美国专利申请案的优先权。
本专利技术的实施例大体上涉及存储器子系统，且更具体来说，涉及用于存储器子系统的内部管理业务的调节。
技术介绍
存储器子系统可为存储装置、存储器模块或存储装置和存储器模块的混合。存储器子系统可包含存储数据的一或多个存储器装置。存储器装置可为例如非易失性存储器装置和易失性存储器装置。一般来说，主机系统可利用存储器子系统以在存储器装置处存储数据和从存储器装置检索数据。
技术实现思路
本申请案的一个实施例提供一种存储器系统，其包括：存储器装置；以及存储器子系统控制器，其与所述存储器装置以操作方式耦合，且经配置以执行包括以下各项的操作：通过监视从主机对所述存储器装置的存储器存取操作而确定主机负载；以及基于所述主机负载和预定阈值，调度所述存储器装置的内部管理操作而不使用内部命令队列。本申请案的另一实施例提供一种方法，其包括：由存储器子系统控制器的一或多个处理器通过监视从主机对存储器装置的存储器存取操作而确定主机负载；基于所述主机负载和预定阈值，由所述一或多个处理器调度所述存储器装置的内部管理操作而不使用内部命令队列。本申请案的又一实施例提供一种存储器子系统控制器，其经配置以执行包括以下各项的操作：通过监视从主机对存储器装置的存储器存取操作而确定主机负载；以及基于所述主机负载和预定阈值，调度所述存储器装置的内部管理操作而不使用内部命令队列。附图说明根据下文给出的详细描述和本专利技术的各种实施例的附图，将更充分地理解本专利技术。然而，附图不应视为将本专利技术限制于具体实施例，而是仅用于解释和理解。图1示出根据本专利技术的一些实施例的包含存储器子系统的实例计算系统。图2说明根据本专利技术的一些实施例的实例存储器子系统的方面。图3是根据本专利技术的一些实施例的调节存储器装置中的内部管理业务的实例方法的流程图。图4说明根据本专利技术的一些实施例的实例存储器子系统的方面。图5是根据本专利技术的一些实施例的说明调节存储器装置中的内部管理业务的系统的方面的通信图表。图6是根据本专利技术的一些实施例的调节存储器装置中的内部管理业务的实例方法的流程图。图7是根据本专利技术的一些实施例的调节存储器装置中的内部管理业务的实例方法的流程图。图8是根据本专利技术的一些实施例的调节存储器装置中的内部管理业务的实例方法的流程图。图9是可在其中操作本专利技术的实施例的实例计算机系统的框图。具体实施方式本专利技术的方面是针对用于存储器子系统的内部管理业务调节。存储器子系统可为存储装置、存储器模块或存储装置和存储器模块的混合。下文与图1结合描述存储装置和存储器模块的实例。大体来说，主机系统可利用包含一或多个组件的存储器子系统，所述组件例如存储数据的存储器装置。主机系统可提供数据以存储于存储器子系统处并且可请求从存储器子系统检索数据。主机系统可将存取请求发送到存储器子系统，以便在存储器子系统处存储数据和从存储器子系统读取数据。待读取和写入的数据下文称为“用户数据”。主机请求可包含用户数据的逻辑地址(例如，逻辑块地址(LBA))，其为主机系统与用户数据相关联的位置。逻辑地址(例如，LBA)可以是用于用户数据的元数据的部分。存储器装置可包含非易失性和易失性存储器装置。非易失性存储器装置是一或多个裸片的封装。封装中的裸片可经指派到一或多个通道以用于与存储器子系统控制器通信。非易失性存储器装置包含经分组为页以存储数据位的单元(即，存储信息的电子电路)。非易失性存储器装置可包含例如作为非易失性存储器的交叉点阵列的三维交叉点(“3D交叉点”)存储器装置，其可与可堆叠交叉网格化数据存取阵列结合基于体电阻的改变而执行位存储。此类非易失性存储器装置可在裸片和通道上分组页以形成管理单元(MU)。MU可包含用户数据和对应元数据。存储器子系统控制器可将用户数据和对应元数据作为管理单元发送到存储器装置和从存储器装置接收。超级管理单元(SMU)是一起管理的一或多个MU的群组。举例来说，存储器子系统控制器可对SMU执行媒体管理操作(例如，耗损水平操作、刷新操作等)。存储器子系统可对非易失性存储器装置执行内部管理操作，例如媒体管理操作(例如，缺陷扫描、耗损均衡、刷新)，以管理存储器装置。装置的这些内部管理操作可由存储器子系统的控制器管理，且用以执行媒体管理操作，例如耗损均衡操作、漂移管理操作、数据刷新操作、数据分布操作和其它此类内部维护操作。存储器子系统可执行读取和写入操作作为媒体管理操作的部分，且可以干涉正针对主机请求执行的读取和写入操作。所述干涉会影响存储器子系统的性能(例如，时延、处理量等)。然而，如果忽略媒体管理操作，那么存储器子系统使用寿命性能和数据完整性会受损。本专利技术的方面通过具有包含业务管理组件的存储器子系统来解决上述和其它缺陷，所述业务管理组件按比例调度操作的业务(例如，用于媒体管理和操作和用于主机请求的操作)。作为媒体管理操作的部分发生的读取和写入操作下文称为“媒体管理发起的操作”或“后端操作”。为了服务主机请求而发生的读取和写入操作下文称为“主机发起的操作”或“前端操作”。业务管理组件可使用目标比率，用于每个后端操作的目标的一组M个前端操作，或在调度后端业务和前端业务中的相似目标比率。此调度可使用可变大小的内部命令队列来在多组前端操作(例如，主机发起的操作)之间调度后端读取和写入操作(例如，媒体管理发起的操作)。一些实施例另外使用负载阈值(例如，性能阈值)来触发后端操作的成比例调度的使用，使得此类系统仅当前端业务量足够使得有风险挤掉后端操作时处于操作中。这些实施例因此以多个方式改进存储器子系统的操作。这些实施例提供用于内部管理业务调节的低复杂性系统和方法，同时提供稳定的主机服务且确保最小水平的内部管理业务。这些实施例分离了使用同一电路用于读取/写入操作的内部管理和前端操作的相依性。这些实施例充分灵活而快速适合于可以不同前端操作工作负载操作的不同使用情况，这可得益于不同的内部管理比率(例如，不同的前端/后端比例)。图1说明根据本专利技术的一些实施例的包含存储器子系统110的实例计算系统100。存储器子系统110可包含媒体，例如一或多个易失性存储器装置(例如，存储器装置140)、一或多个非易失性存储器装置(例如，存储器装置130)或这些的组合。存储器子系统110可为存储装置、存储器模块或存储装置和存储器模块的混合。存储装置的实例包含固态驱动器(SSD)、快闪驱动器、通用串行总线(USB)快闪驱动器、嵌入式多媒体控制器(eMMC)驱动器、安全数字(SD)卡、通用快闪存储(UFS)驱动器，和硬盘驱动器(HDD)。存储器模块的实例包含双列直插式存储器模块(DIMM)、小外形DIMM(S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种存储器系统，其包括：/n存储器装置；以及/n存储器子系统控制器，其与所述存储器装置以操作方式耦合，且经配置以执行包括以下各项的操作：/n通过监视从主机对所述存储器装置的存储器存取操作而确定主机负载；以及/n基于所述主机负载和预定阈值，调度所述存储器装置的内部管理操作而不使用内部命令队列。/n

【技术特征摘要】
20190715 US 62/874,349;20200422 US 16/855,5101.一种存储器系统，其包括：
存储器装置；以及
存储器子系统控制器，其与所述存储器装置以操作方式耦合，且经配置以执行包括以下各项的操作：
通过监视从主机对所述存储器装置的存储器存取操作而确定主机负载；以及
基于所述主机负载和预定阈值，调度所述存储器装置的内部管理操作而不使用内部命令队列。


2.根据权利要求1所述的存储器系统，其中：
所述主机负载是在第一时间的主机负载；
且所述操作进一步包括：
监视从所述主机接收的存储器存取操作以确定在第二时间的第二主机负载；
基于所述第二主机负载和所述预定阈值，将第二内部管理操作添加到所述内部命令队列；以及
基于内部管理操作与主机操作之间的预定比率而从所述内部命令队列执行所述第二内部管理操作。


3.根据权利要求2所述的存储器系统，其中内部管理操作与主机操作之间的所述预定比率是每内部管理操作至少10个主机操作。


4.根据权利要求2所述的存储器系统，其中所述内部命令队列具有可变大小。


5.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述操作进一步包括：
将所述主机负载确定为主机读取操作数目和主机写入操作数目的加权总和。


6.根据权利要求5所述的存储器系统，其中所述加权总和的所述确定包括对所述主机读取操作数目应用比所述主机写入操作数目低的权重。


7.根据权利要求1所述的存储器系统，其中所述内部管理操作是刷新操作。


8.根据权利要求1所述的存储器系统，其中：
所述主机负载是在第一时间的主机负载；
且所述操作进一步包括：
监视从所述主机接收的存储器存取操作以确定在第二时间的第二主机负载；
基于所述第二主机负载和所述预定阈值，检查内部命令队列的大小；以及
基于所述内部命令队列的所述大小和第二预定阈值，避免将第二内部管理操作添加到所述内部命令队列。


9.一种方法，其包括：
由存储器子系统控制器的一或多个处理器通过监视从主机对存储器装置的存储器存取操作而确定主机负载；
基于所述主机负载和预定阈值，由所述一或多个处理器调度所述存储器装置的内部管理操作而不使用内部命令队列。


10.根据权利要求9所述的方法，其中：
所述主机负载是在第一时间的主机负载；
且所述方法进一...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱方芳，Y·Y·邰，陈宁，J·朱，王伟，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：美国;US