用于存储器系统上的功率损耗操作的保持自测试技术方案

本文描述了涉及存储器子系统中用于功率损耗操作的保持自测试的实施例。处理装置接收执行保持自测试以检测在功率损耗的情况下对所述处理装置和存储器组件供电的保持电路中的缺陷的请求。所述处理装置识别可用存储器的存储器位置，并且响应于检测到功率损耗，使用保持能量对所述存储器位置执行连续的写入操作序列，直到所有所述保持能量被消耗。在重启之后，所述处理装置确定在所有所述保持能量被消耗之前在所述存储器位置中成功完成的所述写入操作的数目。所述处理装置确定所述数目是否满足缺陷标准。响应于所述数目满足所述缺陷标准，所述处理装置报告与所述保持电路相关联的所述缺陷。的所述缺陷。的所述缺陷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于存储器系统上的功率损耗操作的保持自测试


[0001]本公开的实施例通常涉及存储器子系统，且更具体地，涉及存储器子系统的存储器组件中的保持自测试，其具有用于存储器子系统上的功率损耗操作的保持自测试。

技术介绍

[0002]存储器子系统可以是存储系统，例如固态驱动器(SSD)或硬盘驱动器(HDD)。存储器子系统可以是存储器模块，例如双列直插存储器模块(DIMM)、小型DIMM(SO
‑
DIMM)或非易失性双列直插存储器模块(NVDIMM)。存储器子系统可以包含存储数据的一或多个存储器组件。存储器组件可以是例如非易失性存储器组件和易失性存储器组件。一般来说，主机系统可利用存储器子系统在存储器组件处存储数据并从存储器组件检索数据。
附图说明
[0003]从以下给出的详细描述和从本公开的各种实施例的附图将更全面地理解本公开。
[0004]图1示出根据本公开的一些实施例的包含存储器子系统的实例计算环境。
[0005]图2是根据本公开的一些实施例的用于执行保持自测试以确定存储器子系统是否能够提供足够的能量来满足掉电操作的保持要求的实例方法的流程图。
[0006]图3是根据本公开的一些实施例的检查存储器系统的次级电源中的缺陷的实例方法的流程图。
[0007]图4是根据本公开的一些实施例的响应于功率损耗事件来验证SSD的保持电路满足如预期的保持标准的实例方法的流程图。
[0008]图5是根据本公开的一些实施例的具有保持能量源、一或多个媒体组件、存储芯片和具有保持自测试模式的控制器的SSD的框图。
[0009]图6是本公开的实施例可在其中操作的实例计算机系统的框图。
具体实施方式
[0010]本公开的各方面涉及用于功率损耗操作的存储器子系统中的保持自测试。存储器子系统在下文中也被称为“存储器装置”或“存储装置”。存储器子系统的实例是经由外围互连(例如，输入/输出总线、存储区域网络)耦合到中央处理单元(CPU)的存储装置。存储装置的实例包含固态驱动器(SSD)、闪存驱动器、通用串行总线(USB)闪存驱动器和硬盘驱动器(HDD)。存储器子系统的另一实例是经由存储器总线耦合到CPU的存储器模块。存储器模块的实例包含双列直插存储器模块(DIMM)、小型DIMM(SO
‑
DIMM)、非易失性双列直插存储器模块(NVDIMM)等。存储器子系统可以是例如混合存储器/存储子系统。一般来说，主机系统可利用包含一或多个存储器组件的存储器子系统。主机系统可提供将被存储在存储器子系统处的数据，并且可请求将从存储器子系统被检索的数据。
[0011]存储器子系统可包含可存储来自主机系统的数据的多个存储器组件。每个存储器组件可以包含不同类型的媒体。媒体的实例包含但不限于非易失性存储器和基于闪存的交
叉点阵列，诸如单级单元(SLC)存储器、三级单元(TLC)存储器和四级单元(QLC)存储器。
[0012]常规存储器系统中的一个特定问题是常规存储器系统不能验证存储器系统在保持期间具有足够的功率以完成预期操作。保持能量是在来自主外部电源的功率损耗的情况下由存储器系统使用的能量。当存在功率损耗时，存储器系统可使用二次电源，例如电容器阵列、电池、来自旋转磁盘的能量等，以允许存储器系统执行功率损耗操作集合。所述功率损耗操作集合可以是各种操作，但是可以包含写入应当通过功率损耗来保存的数据，例如从主机装置和存储器组件转变的数据、存储在存储器系统的易失性存储器中的数据等。为了具有足够的能量来确保可以执行所述功率损耗操作集合，常规存储器系统被设计成过度补偿保持能量。另一个问题是无法估计这些常规存储器系统中的多余能量的量。这从设计的观点来看是有问题的，因为可能不必要地使用额外的电容器。而且，在常规存储器系统的部署期间，不能检测到二次电源中的缺陷，例如电容器阵列中的一个开路电容器。类似地，这些存储器系统的常规测试不能检测其它保持电路缺陷，例如开路电容器、不当电阻器设置、不当存储芯片功能等。
[0013]本公开的各方面通过估计可以用特定保持设计完成的操作的数目以显示其是否满足预期设计参数(例如保持要求)来解决以上和其它缺陷。本公开的各方面可用于需要维持数据完整性(即，期望将数据写入并保存到磁盘)的系统中，尤其是在功率损耗的情况下。本公开的各方面还可用于在功率被损耗之后需要特殊扩展过程的任何情形。特殊扩展过程允许系统在切断系统电源之后进行一些活动。本公开的各方面可用作客户诊断以评估当在现场部署时驱动器上的保持设计是否仍在规范内。对于潜在的安全关键的应用，例如汽车，可以使用自测试来监测和诊断满足客户可靠性要求、故障检测要求等所需的特定缺陷。保持自测试的本公开不需要特定的硬件支持、外部测量连接或探测点，这降低了成本和板复杂性。在一些安全关键应用的情况下，可以进行硬件修改，使得装置可以完全自测试保持要求。在其它情况下，存在与主机装置的协调以切断系统电源来启动本文所述的保持自测试。本公开的保持自测试可检测保持电路中的边际退化，表明导致保持电路不满足缺陷标准的缺陷。可通过显示完成保持操作(本文中也称为功率损耗操作)的能力降低来检测边缘降级。自测试可以用作驱动能量建模的相关点，例如蒙特卡罗驱动能量建模，允许更好地理解可用的驱动功率和消耗的功率。这可导致更好地理解设计标准和产生更好的设计，例如通过允许设计选项以通过移除不需要的能量存储(例如，电容器)或允许在掉电时执行可用于性能改进的附加功率损耗操作来降低成本。保持自测试可以通过测量可用能量和所需功率来估计驱动器完成保持操作的实际能力。实际的控制器和存储器组件参与功率估计，因此放置的材料所需的能量被结合到测量中。
[0014]在一个实施方案中，存储器系统包含功率管理器电路、多个存储器组件和控制器。功率管理器从外部电源或二次电源供应功率，并且在功率损耗的情况下可以在功率模式之间转变。响应于执行用于检测二次电源中的缺陷的自测试的请求，控制器可以识别存储器组件中的可用块集合。可用块集合可以是存储器组件中的一或多个的可用块。可替代地，控制器可识别存储器位置中的可用存储器位置集合。存储器位置可以是可记录测试进度的可用非易失性媒体的一部分。控制器检测来自外部电源的功率被损耗的功率损耗状况。响应于检测到所述功率损耗状况，控制器以指定模式将测试数据连续地写入所述可用块集合中，直到在所述功率损耗状况期间通过向所述控制器和所述多个存储器组件供应功率来消
耗来自所述二次电源的功率量为止。响应于来自所述外部电源的所述功率的恢复，控制器从所述可用块集合读取写入的数据结果，并且至少使用所述写入的数据结果来确定所述二次电源是否有缺陷。当成功完成的写入操作的数目满足缺陷标准时，控制器可确定二次电源有缺陷。缺陷标准可以对应于执行功率损耗操作集合以符合保持要求所需的最小能量容量。响应于检测到所述缺陷，控制器例如通过存储记录、发送消息、发送信号等来报告二次电源的缺陷。例如，控制器可以通过主机装置、日志或其它机制来报告测试结果。可替代地，控制器可发信号通知存储本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，其包括：保持电路，其为所述系统的功率损耗操作集合提供保持能量给所述系统；存储器组件，其与所述保持电路可操作地耦合；以及处理装置，其可操作地与所述存储器组件和所述保持电路耦合，以：接收在所述系统的自测试模式下进行保持自测试的第一请求；响应于所述第一请求识别所述存储器组件的可用于在所述自测试模式期间写入自测试数据的存储器位置；当处于所述自测试模式时，检测到所述系统的功率损耗；响应于检测到所述功率损耗，执行连续的写入操作序列，以使用来自所述保持电路的所述保持能量将所述自测试数据写入到所述存储器位置，直到保持能量的量被消耗；在所述系统的重启之后，在保持能量的所述量被消耗之前，通过所述连续的写入操作序列确定在所述存储器位置中成功完成的写入操作的数目；确定成功完成的写入操作的所述数目是否满足缺陷标准；并且响应于成功完成的写入操作的所述数目满足所述缺陷标准，报告与所述保持电路相关联的缺陷。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述保持电路包括：电容器阵列，其存储保持能量，其中所述电容器阵列具有预期能量容量；以及能量传递电路，其响应于所述功率损耗将存储在所述电容器阵列中的所述保持能量传递到所述处理装置和所述存储器组件，其中成功完成的写入操作的所述数目表示所述电容器阵列的实际容量，其中所述缺陷标准定义执行所述功率损耗操作集合所需的写入操作的最小数目，其中写入操作的所述最小数目表示所述电容器阵列的预期最小容量，其中响应于成功完成的写入操作的所述数目小于对应于所述预期最小容量的写入操作的所述最小数目而检测所述缺陷。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述存储器组件是磁盘，其中所述保持电路包括：能量传递电路，其响应于所述功率损耗将在所述功率损耗之前从磁盘旋转产生的所述保持能量传递到所述处理装置和所述存储器组件，其中成功完成的所述连续的写入操作序列的所述数目表示所述保持电路的实际容量，其中所述缺陷标准定义执行所述功率损耗操作集合所需的写入操作的最小数目，其中写入操作的所述最小数目表示由所述磁盘旋转产生的预期最小容量，其中响应于成功完成的写入操作的所述数目小于对应于所述预期最小容量的写入操作的所述最小数目来检测所述缺陷。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述缺陷是所述保持电路的电容器阵列中的开路电容器、所述保持电路的电池的故障单元、所述保持电路中的不当电阻器设置或包括存储芯片和保持能源的所述保持电路的不当功能中的至少一个。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述保持电路包括：保持能量源，其响应于所述功率损耗而选择性地耦合到所述处理装置和所述存储器组件；以及存储芯片，其可操作地耦合到外部电源、所述保持能量源、所述处理装置和所述存储器组件，其中所述存储芯片用于检测来自所述外部电源的所述功率损耗，向所述处理装置发
送中断，以及响应于来自所述外部电源的所述功率损耗而选择性地将所述保持能量源耦合到所述处理装置和所述存储器组件。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述保持电路包括：功率管理器电路，其耦合在外部电源与所述处理装置和所述存储器组件之间；以及保持能量源，其选择性地耦合到所述处理装置、所述存储器组件和所述功率管理器电路，其中所述功率管理器电路被配置成将所述外部电源与所述处理装置和所述存储器组件解耦合，以在处于所述自测试模式时导致所述系统的所述功率损耗。7.根据权利要求1所述的系统，其中为了检测所述功率损耗，所述处理装置用于接收指示所述功率损耗的中断，其中所述缺陷标准对应于所述保持电路的保持要求。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理装置用于在所述系统的制造期间从测试装置接收所述第一请求。9.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理装置用于从耦合到所述系统的主机装置接收所述第一请求。10.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理装置响应于所述第一请求而转变到以下状态，在所述状态中，所述连续的写入操作序列在检测到下一功率损耗事件时开始，并且在所述状态中，在所述系统的所述重启之后，从所述存储器位置读取所述自测试数据并与控制数据进行比较，以确定在所述保持能量的所述量被消耗之前成功完成的写入操作的所述数目。11.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括可操作地耦合到所述处理装置和所述保持电路的第二存储器组件，其中所述处理装置进一步：响应于所述第一请求，识别可用于写入所述自测试数据的所述第二存储器组件的第二存储器位置；响应于所述功率损耗，执行所述连续的写入操作序列，以使用来自所述保持电路的所述保持能量...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：