存储设备及其操作方法技术

提供一种在活动模式和低功率模式下操作的存储设备。该存储设备包括：非易失性存储器，包括多个非易失性存储器单元；以及存储控制器，被配置为在活动模式下处理从主机设备输入的命令，其中，存储控制器包括功率模式管理器，该功率模式管理器调整多个功率模式，其中，当输入第一命令时，功率模式管理器预测在第一命令之后要从主机设备输入的第二命令的输入预测时间，当第一命令的处理操作完成时，从活动模式改变为低功率模式，以及当返回时间随着输入预测时间而过去时，从低功率模式返回到活动模式。

【技术实现步骤摘要】
存储设备及其操作方法相关申请的交叉引用本申请要求于2020年2月10日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2020-0015838的优先权，其公开内容通过引用全部合并于此。
本公开涉及一种存储设备及其操作方法，更具体地，涉及一种在多个功率模式下操作的存储设备及其操作方法。
技术介绍
当电源关断时，非易失性存储器可以保留存储的数据。近来，已经广泛使用了包括基于闪存的非易失性存储器(例如嵌入式多媒体卡(eMMC)、通用闪存(UFS)、固态驱动器(SSD)和存储卡)在内的存储设备，并且存储设备对存储或传输大量数据很有用。当根据从主机设备接收到的命令来执行操作时，存储设备在活动模式下操作，当不根据从主机设备接收到的命令执行操作时，存储设备在低功率模式下操作。存储设备可以通过在低功率模式下操作来减少功率消耗。
技术实现思路
本公开将提供一种用于预先预测接收下一命令的时间点以转换功率模式的存储设备及其操作方法。根据本公开的技术思想，一种存储设备，在多个功率模式下操作，所述多个功率模式包括活动模式和低功率模式，低功率模式的功率消耗比活动模式的功率消耗低，所述存储设备包括：非易失性存储器，包括多个非易失性存储器单元；以及存储控制器，被配置为在活动模式下处理从主机设备输入的命令，其中，存储控制器包括功率模式管理器，所述功率模式管理器被配置为调整多个功率模式，以及其中，当输入第一命令时，功率模式管理器被配置为：预测在第一命令之后要从主机设备输入的第二命令的输入预测时间，当第一命令的处理操作完成时，从活动模式改变为低功率模式，以及当返回时间随着输入预测时间而过去时，从低功率模式返回到活动模式。根据本公开的技术思想，一种在多个功率模式下操作的存储设备的方法，所述多个功率模式包括活动模式和低功率模式，所述低功率模式的功率消耗比活动模式的功率消耗低，所述方法包括：从主机设备接收第一命令；预测在第一命令之后要从主机设备输入第二命令的输入预测时间；基于输入预测时间在定时器上设置从低功率模式返回到活动模式的返回时间；当第一命令的处理操作完成时，从活动模式切换到低功率模式；以及当返回时间过去时，从低功率模式返回到活动模式。根据本公开的技术思想，一种存储设备，在多个功率模式下操作，所述多个功率模式包括活动模式和低功率模式，低功率模式的功率消耗比活动模式的功率消耗低，所述存储设备包括：非易失性存储器，包括多个非易失性存储器单元；以及存储控制器，被配置为在活动模式下处理从主机设备输入的命令；以及功率模式管理器，被配置为调整多个功率模式，其中，当输入第一命令时，功率模式管理器还被配置为：预测在第一命令之后要从主机设备输入的第二命令的输入预测时间；当第一命令的处理操作完成时，从活动模式改变为低功率模式；以及当返回时间随着输入预测时间而过去时，从低功率模式返回到活动模式。附图说明根据以下结合附图进行的详细描述，将更清楚地理解本专利技术构思的实施例，在附图中，相似的附图标记表示相似的元件。在附图中：图1是示出根据本公开的示例性实施例的存储系统的框图；图2是示出根据本公开的示例性实施例的由存储设备执行的多个功率模式的图；图3是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的操作存储设备的方法的图；图4A是示出根据本公开的示例性实施例的存储设备从睡眠模式返回到活动模式所花费的时间的图；图4B是用于描述根据本公开的示例性实施例的比较例的存储设备从睡眠模式返回到活动模式所花费的时间的图；图5是根据本公开的示例性实施例的存储控制器的框图；图6是示出根据本公开的示例性实施例的功率模式管理器的框图；图7A和图7B是用于解释根据本公开的示例性实施例的包括神经网络模型的空闲预测器的操作的图；图8是示出根据本公开的示例性实施例的操作存储设备的方法的图；图9是示出根据本公开的示例性实施例的操作存储设备的方法的图；图10是用于说明根据本公开的示例性实施例的工作负载监测器的操作的图；图11是示出根据本公开的示例性实施例的操作存储设备的方法的图；以及图12是示出根据本公开的示例性实施例的存储设备的框图。具体实施方式在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施例。图1是根据本公开的示例性实施例的存储系统1000的框图。参考图1，存储系统1000可以包括存储设备10和主机20。存储系统1000可以被嵌入在电子设备中或被实现为电子设备。例如，电子设备可以实现为个人计算机(PC)、数据服务器、超移动PC(UMPC)、工作站、上网本、网络附加存储(NAS)、智能电视、物联网(IoT)设备或便携式电子设备。便携式电子设备可以是膝上型计算机、移动电话、智能电话、平板PC、个人数字助理(PDA)、企业数字助理(EDA)、数字静态相机、数字视频摄像机、音频设备、便携式多媒体播放器(PMP)、个人导航设备(PND)、MP3播放器、手持式游戏控制台、电子书和/或可穿戴设备。主机设备20可以向存储设备10发送命令CMD并管理存储设备10的总体操作。主机设备20可以在存储设备10中存储数据并且从存储设备10读取数据。例如，主机设备20可以向存储设备10发送命令并写入数据，或者可以向存储设备10发送读取命令。在示例性实施例中，主机设备20可以被实现为中央处理单元(CPU)、处理器、微处理器、应用处理器(AP)或片上系统(SoC)。存储设备10可以是固态驱动器(SSD)、嵌入式多媒体卡(eMMC)、嵌入式通用闪存(UFS)存储设备、UFS存储卡、紧凑型闪存(CF)、安全数字(SD)存储器、微型安全数字(Micro-SD)存储器、微型安全数字(Mini-SD)存储器、极限数字(xD)存储器或记忆棒。例如，存储设备10可以是能够存储数据的任何类型的存储设备。存储设备10可以包括存储控制器100、易失性存储器200、电压生成器300和时钟信号生成器400。存储控制器100可以控制非易失性存储器200、电压生成器300和时钟信号生成器400的操作。存储控制器100可以从主机设备20接收包括读取命令和写入命令在内的命令CMD，并且可以向主机设备20发送数据DATA/从主机设备20接收数据DATA。存储控制器100可以响应于读取命令而控制非易失性存储器200读取非易失性存储器200中存储的数据DATA，并将读取的数据DATA提供给主机设备20，或者存储控制器100可以响应于来自主机设备20的写入命令而控制非易失性存储器200将数据DATA写入非易失性存储器200。存储控制器100可以包括功率模式管理器140。功率模式管理器140可以生成模式改变信号PM，并且将模式改变信号PM发送给电压生成器300和时钟信号生成器400中的至少一个，使得存储设备10的功率模式可以改变。当接收到命令CMD时，功率模式管理器140可以预测将输入下一命令CMD的输入预测时间，并且基于预测的输入预测时间来改变存储设备10的功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种存储设备，在多个功率模式下操作，所述多个功率模式包括活动模式和低功率模式，所述低功率模式的功率消耗比所述活动模式的功率消耗低，所述存储设备包括：/n非易失性存储器，包括多个非易失性存储器单元；以及/n存储控制器，被配置为在所述活动模式下处理从主机设备输入的命令，/n其中，所述存储控制器包括功率模式管理器，所述功率模式管理器被配置为调整所述多个功率模式，以及/n其中，所述功率模式管理器被配置为：当输入第一命令时预测在所述第一命令之后要从所述主机设备输入的第二命令的输入预测时间，当所述第一命令的处理操作完成时，从所述活动模式改变为所述低功率模式，以及当返回时间随着所述输入预测时间过去时，从所述低功率模式返回到所述活动模式。/n

【技术特征摘要】
20200210 KR 10-2020-00158381.一种存储设备，在多个功率模式下操作，所述多个功率模式包括活动模式和低功率模式，所述低功率模式的功率消耗比所述活动模式的功率消耗低，所述存储设备包括：
非易失性存储器，包括多个非易失性存储器单元；以及
存储控制器，被配置为在所述活动模式下处理从主机设备输入的命令，
其中，所述存储控制器包括功率模式管理器，所述功率模式管理器被配置为调整所述多个功率模式，以及
其中，所述功率模式管理器被配置为：当输入第一命令时预测在所述第一命令之后要从所述主机设备输入的第二命令的输入预测时间，当所述第一命令的处理操作完成时，从所述活动模式改变为所述低功率模式，以及当返回时间随着所述输入预测时间过去时，从所述低功率模式返回到所述活动模式。


2.根据权利要求1所述的存储设备，其中，所述功率模式管理器还被配置为：当在所述返回时间过去之前输入所述第二命令时，从所述低功率模式返回到所述活动模式。


3.根据权利要求1所述的存储设备，其中，所述功率模式管理器包括：
工作负载监测器，被配置为输出包括空闲历史在内的工作负载信息，所述空闲历史包括关于空闲时间的信息，所述空闲时间是输入多个命令中的每一个的时间点之间的间隔；
空闲预测器，被配置为使用所述工作负载信息执行对所述输入预测时间进行预测的操作，并根据操作结果来输出预测结果数据；以及
返回时间确定器，被配置为使用所述预测结果数据来设置所述返回时间。


4.根据权利要求3所述的存储设备，其中，所述工作负载信息还包括以下至少一项：所述第一命令的大小、所述第一命令的类型、以及关于与所述第一命令相对应的逻辑块地址的连续性的信息。


5.根据权利要求1所述的存储设备，其中，所述功率模式管理器基于所述输入预测时间和从所述低功率模式返回到所述活动模式所花费的时间来设置所述返回时间。


6.一种在多个功率模式下操作的存储设备的方法，所述多个功率模式包括活动模式和低功率模式，所述低功率模式的功率消耗比所述活动模式的功率消耗低，所述方法包括：
从主机设备接收第一命令；
预测在所述第一命令之后要从所述主机设备输入第二命令的输入预测时间；
基于所述输入预测时间在定时器上设置从所述低功率模式返回到所述活动模式的返回时间；
当所述第一命令的处理操作完成时，从所述活动模式切换到所述低功率模式；以及
当所述返回时间过去时，从所述低功率模式返回到所述活动模式。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，在所述定时器上设置所述返回时间包括：
将所述输入预测时间与从所述低功率模式返回到所述活动模式所花费的模式切换时间进行比较；
将通过执行所述低功率模式而节省的电能与通过从所述活动模式改变为所述低功率模式所消耗的电能进行比较；以及
基于所述输入预测时间和所述模式切换时间，在所述定时器上设置所述返回时间，
其中，从所述活动模式切换到所述低功率模式包括基于所述比较操作的比较结果从所述活动模式切换到所述低功率模式。


8.根据权利要求6所述的方法，
其中，所述低功率模式还包括空闲模式和睡眠模式，所述睡眠模式的功率消耗低于所述空闲模式的功率消耗，以及
其中，在所述定时器上设置所述返回时间包括：
将所述输入预测时间与从所述睡眠模式返回到所述活动模式所花费的睡眠模式切换时间进行比较；
将所述输入预测时间与从所述空闲模式返回到所述活动模式所花费的空闲模式切换时间进行比较；以及
基于所述输入预测时间、所述睡眠模式切换时间和所述空闲模式切换时间，在所述定时器上设置所述返回时间。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，在所述定时器上设置所述返回时间还包括：如果所述输入预测时间大于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑基彬，金旼奎，徐正旼，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR