CN113129939B - 具有温度缓解机制的设备及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本申请案涉及具有温度缓解机制的设备及其操作方法。描述与存储器装置相关的方法、设备及***。所述存储器装置可包含非易失性NV存储器及控制器。所述控制器可经配置以基于所述控制器的实时温度来预测所述NV存储器的温度。基于所述NV存储器的所述预测温度，所述控制器可执行补救动作以降低所述NV存储器的实际温度用于执行即将进行的操作。

Description

具有温度缓解机制的设备及其操作方法
相关申请案的交叉参考
本申请案主张2019年12月31日申请的第62/955,903号美国临时申请案的权益，其全部内容以引用的方式并入本文中。
技术领域
所揭示实施例涉及装置，且特定来说，涉及具有温度缓解机制的半导体存储器装置及其操作方法。
背景技术
可提供存储器装置作为具有标准物理格式及电气特性的模块以促进跨越多个***的更容易安装及部署。一种此模块是双列直插式存储器模块(DIMM)，其常用于向计算***提供例如DRAM的易失性存储器。尽管DRAM可较快速且因此非常适合用作计算***的主存储器，但其为易失性存储器格式且因此需要持续施加电力来维持其中存储的数据。为解决此限制，其它模块可在单个模块中提供易失性存储器(用作***的主存储器)及非易失性存储器(用于在电力损失时备份易失性存储器)。一个此模块是非易失性双列直插式存储器模块(NVDIMM)。
NVDIMM需要比提供于DIMM上的电路***更复杂的电路***来处置可调用NVDIMM执行的额外任务(例如电力损失检测、备份及复原操作等)。额外电路***会使NVDIMM的设计更具挑战性，尤其是随着模块容量(及因此存储器芯片数目)增加及模块必须满足标准格式要求的电气特性变得越来越严格。
发明内容
本发明的实施例提供一种设备，其包括：非易失性(NV)存储器；及控制器，其耦合到所述NV存储器且经配置以：确定特性化所述NV存储器及所述控制器的温度之间的关系的温度分布；识别所述NV存储器的即将进行的操作；在执行所述即将进行的操作之前实时确定控制器温度；基于所述控制器温度及所述温度分布，在所述即将进行的操作的执行期间及/或之后计算所述NV存储器的至少一个预测温度；及对所述即将进行的操作执行补救动作，其中所述补救动作是基于所述预测温度。
本发明的另一实施例提供一种非易失性双列直插式存储器模块(NVDIMM)，其包括：动态随机存取存储器(DRAM)；非易失性(NV)存储器；及控制器，其耦合到所述NV存储器及所述DRAM且经配置以：在电力复位之后基于在预定操作序列中测量所述NV存储器及所述控制器的实时温度来确定温度分布，其中所述温度分布特性化所述NV存储器及所述控制器的所述温度之间的关系；识别所述NV存储器的即将进行的操作，其中所述即将进行的操作包含在所述DRAM与所述NV存储器之间交换数据及/或擦除存储于所述NV存储器中的数据；在执行所述即将进行的操作之前实时确定当前控制器温度；基于所述当前控制器温度及所述温度分布计算所述NV存储器的预测温度，其中所述预测温度估计所述NV存储器在所述即将进行的操作期间或结束时的温度；及基于所述预测温度对所述即将进行的操作执行补救动作，其中所述补救动作用于降低所述NV存储器的所述当前温度。
本发明的另一实施例提供一种操作设备的方法，所述方法包括：确定特性化非易失性(NV)存储器及控制器的温度之间的关系的温度分布；识别所述NV存储器的即将进行的操作；在执行所述即将进行的操作之前实时确定控制器温度；基于所述控制器温度及所述温度曲线，在所述即将进行的操作的执行期间及/或之后计算所述NV存储器的至少一个预测温度；及对所述即将进行的操作执行补救动作，其中所述补救动作是基于所述预测温度。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的设备的框图。
图2是根据本发明的实施例的实例温度分布的图示。
图3是说明根据本发明的实施例的操作设备的实例方法的流程图。
图4是包含根据本发明的实施例的设备的***的示意图。
具体实施方式
如下文更详细描述，本文中揭示的技术涉及一种用于预测及管理内部温度的设备，例如用于存储器***、具有存储器装置的***、相关方法等。设备(例如NVDIMM及/或包含NVDIMM的***)可实时导出或存取描述其中不同电路/部分处(例如NVDIMM中的控制器(例如场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)或板载处理器)及非易失性存储器装置(例如快闪存储器)处)的温度之间的关系的温度分布。在运行时间期间，设备可在执行即将进行的操作(例如备份操作、复原操作及/或擦除操作)之前获得其中一或多个电路的实时温度数据，例如用于控制器及/或快闪存储器。设备可使用实时温度数据来产生即将进行的操作结束时的温度预测。当所产生的温度预测(例如快闪存储器的预测温度)大于预定阈值时，设备可检测到潜在故障条件且实施一或多个补救过程。补救过程的一些实例可包含操作内置冷却***(例如风扇)、重新安排即将进行的操作、增加操作循环之间的延迟及/或记录潜在故障检测。因此，使用温度分布及对应实时温度预测，设备可减少操作故障(例如，无法准确存储/恢复数据及/或达到目标状态)。
在以下描述中，讨论众多特定细节以提供本发明的实施例的透彻及可行描述。然而，相关领域的技术人员将认识到，可在无一或多个特定细节的情况下实践本发明。在其它例子中，未展示或未详细描述通常与半导体装置相关联的熟知结构或操作以免使本发明的其它方面不清楚。一般来说，应了解，除本文中揭示的特定实施例之外的各种其它装置、***及方法也可在本发明的范围内。
图1示意性说明包含多个DRAM存储器120(例如存储器裸片、存储器芯片、存储器封装或类似者)的NVDIMM 100。NVDIMM 100包含沿NVDIMM 100的衬底101(例如印刷电路板(PCB)或类似者)的边缘用于将数据总线104及命令/地址总线106(以粗线说明)连接到主机装置的边缘连接器102。数据总线104在存储器存取操作(例如读取及写入)期间将DRAM存储器120连接到边缘连接器102且从连接主机接收数据信号及将数据信号传输到连接主机。NVDIMM 100进一步包含寄存时钟驱动器(RCD)110，其从命令/地址总线106接收命令/地址信号且产生存储器命令/地址信号用于DRAM存储器120。RCD 110可呈现可预测电负载(例如，用于匹配阻抗、电抗、电容等)到主机装置且可将存储器命令/地址信号重新驱动到DRAM存储器120，其有助于实现更高密度及增加信号完整性。RCD 110还可缓冲由主机提供的命令/地址信号，且接着使缓冲信号作为存储器命令/地址信号传输到DRAM存储器120。
NVDIMM 100可进一步包含非易失性(NV)存储器130(例如快闪存储器)及支持电路***及装置。NVDIMM 100进一步包含用于控制NV存储器130及执行存储器管理操作(例如电力损失检测、从DRAM存储器120备份到NV存储器130及从NV存储器130复原到DRAM存储器120)的控制器132(例如FPGA、ASIC或板载处理器)。控制器132可包含到边缘连接器102以促进电力损失事件的检测(例如，通过监测电力供应器引脚的电压或经由用于将来自连接主机的命令发送到控制器132专用引脚的)的连接(未展示)。
控制器132通过非易失性总线134连接到NV存储器130，且通过数据总线104连接到DRAM存储器120。在此方面，数据总线104可包含数个数据多路复用器108来促进DRAM存储器120连接到边缘连接器102(例如，用于从连接主机接收数据信号及将数据信号传输到连接主机)及控制器132(例如，用于在备份操作期间从DRAM存储器120读取数据信号及在复原操作期间将数据信号传输到DRAM存储器120)两者。举例来说，在其中九个DRAM存储器120中的每一者具有八个I/O端子的实施例中，数据总线104可包含将每一DRAM存储器120连接到对应数据多路复用器108的八个总线线路，八个总线线路将每一数据多路复用器108连接到边缘连接器102，且八个总线线路将每一数据多路复用器108连接到控制器132(例如，其可具有72个I/O端子)。在另一实施例中，类似于NVDIMM 100的存储器模块可在其背侧上包含另外九个DRAM存储器120(用于总共18个DRAM存储器120，其各自具有四个I/O端子)。在此实施例中，数据总线104可包含将十八个DRAM存储器120中的每一者连接到十八个数据多路复用器108中的对应一者的四个总线线路、将每一数据多路复用器108连接到边缘连接器102的四个总线线路及将每一数据多路复用器108连接到控制器132的四个总线线路(例如，其可具有72个I/O端子)。
控制器132进一步连接到RCD 110以在备份及复原操作期间向DRAM存储器120提供命令/地址信号。在此方面，控制器可包含用于通过命令/地址多路复用器136将命令/地址信号发送到RCD 110的驱动器133，命令/地址多路复用器136经配置以将RCD110连接到边缘连接器102及控制器132的驱动器133两者。
如上文描述，NVDIMM 100可促进(经由例如控制器132)例如响应于电力损失而在DRAM存储器120与NV存储器130之间传送存储数据。为了此存储数据传送，NVDIMM100可执行备份操作、复原操作及/或擦除操作。备份操作可用于例如基于检测到电力损失条件来将数据从DRAM存储器120传送到NV存储器130。复原操作可用于例如在复原NVDIMM 100的电力时将数据从NV存储器130传送到DRAM存储器120。擦除操作可用于例如通过使NV存储器130中的存储器单元的电荷状态复原到已知预定电平来删除NV存储器130的内容。
高温(例如超过阈值的温度)通常导致NVDIMM 100发生故障。因而，缓解NVDIMM100内故障的一方法可为使用控制器132及NV存储器130内的内置温度传感器。尽管备份、复原及擦除操作通常导致跨越NVDIMM 100及/或NV存储器130的最高温度，但在执行此类操作期间从NV存储器130获得温度数据会导致操作故障。备份、复原及擦除操作通常对应于短时间窗口，且可能需要最大或接近最大程度地使用NV存储器130的资源。因而，取样温度数据会使资源超载且导致操作故障(例如数据错误)。因此，应最大程度地减少在操作执行期间从NV存储器130获得温度数据以确保令人满意的操作执行。
为了在不干扰NVDIMM 100的操作的情况下追踪及/或防止故障，根据本发明的数据存储装置及计算***的若干实施例可向NVDIMM 100及/或其中NV存储器130提供温度预测及估计。NVDIMM 100可基于使控制器132与NV存储器130之间的温度关联的温度分布(例如图形或等式)来产生温度预测。
为了导出温度分布，NVDIMM 100可经由其中的一或多个组件来获得温度数据。在一些实施例中，控制器132、NV存储器130、DRAM存储器120及/或RCD 110可包含能够确定及输出温度测量的温度传感器(例如固态传感器)。控制器132可获得及处理由本身、NV存储器130、DRAM存储器120及/或RCD 110产生的温度数据以导出温度分布。举例来说，控制器132可从NV存储器130获得紧接在执行一或多个保存、复原及/或擦除操作之前及/或之后测量的温度数据。此外，控制器132可在(例如，以预定取样间隔)执行一或多个保存、复原及/或擦除操作期间获得本身的温度数据。控制器132可将一或多个保存、复原及/或擦除操作的两组温度数据来导出描述控制器132及NV存储器130处的温度之间的关系的图形、趋势及/或对应等式。在一些实施例中，NVDIMM 100可获得温度数据组且在制造期间及/或装置启动时的初始校准及/或诊断期间导出温度分布。
在操作或运行时间期间，NVDIMM 100可实时追踪或取样控制器132及/或NV存储器130的温度，例如在执行保存、复原及/或擦除操作之前。NVDIMM 100(经由例如控制器132)可使用控制器132及/或NV存储器130的实时温度作为温度分布的输入以在即将进行的保存、复原及/或擦除操作结束时产生NV存储器130的温度预测。NVDIMM100可比较温度预测与故障温度阈值以预测潜在故障。当检测到此类潜在故障时，NVDIMM 100可启动一或多个补救措施，例如操作内置冷却***(例如风扇)、重新安排即将进行的操作、增加操作循环之间的延迟及/或记录潜在故障检测。因此，使用温度分布及对应实时温度预测，NVDIMM 100可减少操作故障(例如，无法准确存储/恢复数据及/或达到目标状态)。
图2是根据本发明的实施例的实例温度分布(例如温度分布220)的图示。设备(例如图1的NVDIMM 100)可经配置以在执行一或多个保存/复原/擦除操作时基于收集温度数据来导出温度分布。在一些实施例中，NVDIMM 100可根据一或多个预定时间/条件(例如在电力复位之后、根据预定时序及/或在***设置期间)来导出温度分布220。因此，NVDIMM100可导出准确对应于NVDIMM 100的操作环境的温度分布220。举例来说，导出温度分布220可从部署/***条件(例如外壳/盖、气流、与其它回路的接近度、各种电路的布置/位置等)反映对NVDIMM 100的热影响。
为了导出温度分布220，NVDIMM 100可在执行预定数目或组合的保存、复原及/或擦除操作时从一或多个组件获得温度数据。作为说明性实例，NVDIMM 100可在预定持续时间内执行第一操作202及第二操作212。在一些实施例中，NVDIMM 100可连续执行预定数目/组合的操作(例如，执行之间极少延迟或无延迟)。
NVDIMM 100可获得第一操作202的第一数据组204及第二操作212的第二数据组214。第一数据组204可包含控制器132及/或NV存储器130在执行第一操作202之前、期间及/或之后的温度测量。举例来说，第一数据组204可包含由控制器132在执行第一操作202(例如保存、复原或擦除操作)之前、期间及/或之后报告的第一控制器温度206。在一些实施例中，控制器132可以预定取样频率对第一控制器温度206取样。此外，第一数据组204可包含由NV存储器130在执行第一操作202之前及/或之后报告的第一非易失性(NV)温度208。
类似地，第二数据组214可包含控制器132及/或NV存储器130在执行第二操作212之前、期间及/或之后的温度测量。举例来说，第二数据组214可包含由控制器132在执行第二操作212(例如保存、复原或擦除操作)之前、期间及/或之后报告的第二控制器温度216。在一些实施例中，控制器132可以预定取样频率对第二控制器温度216取样。此外，第二数据组214可包含由NV存储器130在执行第二操作212之前及/或之后报告的第二NV温度218。
NVDIMM 100(例如控制器132)可处理第一数据组204及第二数据组214以导出表示执行保存、复原及/或擦除操作期间的控制器132及NV存储器130的温度之间的关系的温度分布220。NVDIMM 100可根据预定过程、模板、等式等导出温度分布220。NVDIMM 100还可根据一或多个假设(例如控制器132将可能比NV存储器130热及/或温度将在操作执行期间持续升高)导出温度分布220。NVDIMM 100可包含对应于假设的一或多个预定等式格式。在一些实施例中，举例来说，NVDIMM 100可根据以下等式导出温度分布220：
NAND温度＝(控制器温度*α)-β 等式(1)。
NVDIMM 100可使用第一数据组204及第二数据组214来导出匹配控制器温度与NAND温度之间的差的因子'α'及/或偏移'β'。另外或替代地，NVDIMM 100可使用对应于两个温度图形之间的二阶或三阶关系、多区段关系及/或其它行为关系的其它等式格式。在一些实施例中，NVDIMM 100可基于根据对应最佳拟合测量选择多种格式中的一者来导出温度分布220。
另外或替代地，NVDIMM 100可基于环境温度(例如由另一传感器提供的数据)来导出温度分布220。作为说明性实例，NVDIMM 100可根据环境温度来调整因子及/或偏移。当环境温度低于预定选择阈值时，NVDIMM 100可使用对应于等式(1)中描述的图形的温度分布220。当环境温度高于预定选择阈值时，NVDIMM 100可使用对应于以下等式的温度分布220：
NAND温度＝控制器温度*γ 等式(2)。
NVDIMM 100可在获得第一数据组204及第二数据组214时根据环境温度导出温度分布220。因此，当环境温度在获得数据时高于预定选择阈值时，NVDIMM 100可基于计算因子'γ'来导出温度分布220，因子'γ'可相同或不同于因子'α'。
因为第二操作212是在执行第一操作202之后处相对较短时间内执行，所以第二数据组214的温度测量可能高于第一数据组204的温度测量。因而，NVDIMM 100可导出预测/特性化对应于热相关故障的温度图形的温度分布220。因此，NVDIMM 100可导出预测NV存储器130的温度超过温度阈值222(例如操作温度的上限)的温度分布220。在一些实施例中，温度阈值222可例如根据NV存储器130的规格预定。在其它实施例中，NVDIMM 100可基于执行保存、复原及/或擦除操作直到NVDIMM 100无法恢复预定/存储信息(例如实际故障条件)来确定温度阈值222(例如，在初始***设置期间或在电力复位之后)。NVDIMM 100可使用针对失败执行测量的NV温度来动态确定温度阈值222。
在导出之后，NVDIMM 100可使用温度分布220来确定故障预测224。在运行时间期间，NVDIMM 100可例如以预定间隔及/或在执行保存、复原及/或擦除操作之前确定控制器132的温度。NVDIMM 100可基于确定温度及温度分布220来计算NV存储器130的温度预测。举例来说，NVDIMM 100可使用控制器132的确定温度作为温度分布220的输入来计算温度预测。NVDIMM 100可比较计算温度预测与温度阈值222。当温度预测超过温度阈值222时，NVDIMM 100可确定故障预测224。
响应于确定故障预测224，NVDIMM 100可执行补救操作以降低控制器132及/或NV存储器130的当前温度。因此，NVDIMM 100可降低控制器132及/或NV存储器130例如用于执行即将进行的操作的预测/未来温度。NVDIMM 100可基于操作板载冷却***(例如NVDIMM100的图1的衬底101上及/或包含NVDIMM 100的整个***内的一或多个风扇)来降低温度。另外或替代地，NVDIMM 100可增加与重复发生维护操作(例如与NV存储器130相关联的操作(例如数据刷新))相关联的延迟或降低与重复发生所述维护操作相关联的频率。此外，NVDIMM 100可例如通过延迟即将进行的操作的执行及/或在即将进行的操作之前执行其它操作来重新安排即将进行的操作。在一些实施例中，NVDIMM 100可记录故障预测224、即将进行的操作、对应时戳或其组合用于后续分析及/或错误校正。
图3是说明根据本发明的实施例的操作设备(例如图1的NVDIMM 100)的实例方法300的流程图。举例来说，方法300可用于导出图2的温度分布220。此外，方法300可用于利用温度分布220来管理操作及/或补救动作。方法300例如由存储器***(例如NVDIMM 100)执行。在一些实例中，方法300由存储器***的控制器(例如控制器132)执行。在一些实例中，方法300可以可由存储器***的控制器执行的固件的形式实施。举例来说，存储器***可(例如，在存储器***的非暂时性计算机可读媒体中)存储具有指令的固件，所述指令在由控制器执行时导致存储器***执行方法300的操作中的任一者。
在框302，NVDIMM 100可确定用于导出温度分布220的触发。在一些实施例中，NVDIMM 100可基于对应于***设置的用户输入或***输入来确定触发。举例来说，包含NVDIMM 100的计算***可执行用于专门针对计算***的操作环境来校准NVDIMM100的应用程序。校准应用程序可向NVDIMM 100提供触发信号。另外或替代地，NVDIMM 100可基于电力复位事件(例如电力斜升条件及/或引导序列)来确定触发。换句话说，每当NVDIMM 100通电时，NVDIMM 100可实时导出温度分布220。NVDIMM 100可在部署/操作期间(例如，在NVDIMM100的制造/测试之后)导出温度分布220。
在导出温度分布220时，NVDIMM 100可执行预定操作序列(例如一组保存/复原/擦除操作)。NVDIMM 100可在预定操序列中的每一操作之前、期间及/或之后测量各种组件/位置的温度。因此，NVDIMM 100可专门针对NV存储器130及控制器132周围的实际操作环境来导出特性化NV存储器130及控制器132的温度之间的关系的温度分布220。
在框304，NVDIMM 100可测量初始温度。NVDIMM 100可在执行即将进行的预定操作之前测量图1的控制器132、图1的NV存储器130及/或操作环境的实时温度。举例来说，控制器132可在执行即将进行的操作之前使用板载温度传感器来测量/取样当前温度(例如控制器温度数据)。此外，控制器132可命令NV存储器130取样(经由例如板载温度传感器)且提供当前温度(例如NV存储器温度数据)。此外，控制器132可命令环境传感器(未展示)提供环境温度。
在框306，NVDIMM 100可执行预定操作(例如保存操作、复原操作或擦除操作)。控制器132可发出命令及/或传送数据用于预定操作。举例来说，控制器132可从图1的DRAM存储器120读取且将读取内容写入到NV存储器130中用于保存操作。此外，控制器132可从NV存储器130读取且将读取内容写入到DRAM存储器120用于复原操作。此外，控制器132可命令NV存储器130将内容设置为预定复位/擦除状态。
在执行例如在框308说明的预定操作时，NVDIMM 100可实时测量控制器温度。控制器132可在执行操作时使用板载温度传感器在一或多个预定时间(例如，根据预定取样频率)测量/取样当前温度。控制器132可拒绝从NV存储器130获得温度测量。
在框310，NVDIMM 100可在执行预定操作之后测量控制器132、NV存储器130及/或操作环境的实时温度。举例来说，控制器132可类似于上文针对框304所描述那样获得实时温度。
在决策框312，NVDIMM 100可确定预定操作序列是否已结束。当序列未结束时，NVDIMM 100可测量初始温度(框304)及/或执行下一预定操作(框306)。NVDIMM 100可重复后续操作(例如框304到312)，直到预定操作序列结束。因此，NVDIMM 100可在部署之后执行预定操作序列(包含例如图2的第一操作202及第二操作212)时确定/取样控制器132、NV存储器130及/或周围环境的实时温度。NVDIMM 100可获得与操作的执行相关联的图2的第一数据组204及第二数据组214(例如图2的第一控制器温度206及第二控制器温度216、图2的第一NV温度208及第二NV温度218)。
在一些实施例中，举例来说，NVDIMM 100可至少在预定操作序列中的每一操作的执行之前及/或之后确定NV温度。NVDIMM 100可至少在预定操作序列中的每一操作的执行期间确定控制器温度。NVDIMM 100可不取样快闪温度，因此，数据组可排除或没有在预定操作序列中的每一操作的执行期间进行的测量。此外，NVDIMM 100可获得与预定操作序列中的每一操作的执行相关联的环境温度测量。
当序列结束时，例如在框314说明，NVDIMM 100可基于获得NV温度、控制器温度及/或环境温度导出温度分布220。NVDIMM 100可使用测量温度来导出温度分布220，温度分布220在操作执行期间基于控制器132的实时温度预测NV存储器130的温度。
在一些实施例中，NVDIMM 100(例如控制器132)可根据一组预定假设来导出温度分布220。举例来说，在导出温度分布220时，NVDIMM 100可使用模板、过程及/或等式来假设：(1)控制器132的温度在操作的执行期间高于/将高于NV存储器130的温度；(2)NV存储器130的温度将在整个操作执行中持续升高；及/或(3)控制器132及NV存储器130的温度具有线性关系。基于对应模板、过程及/或等式，NVDIMM 100可基于缩放及偏移测量控制器温度(例如第一控制器温度206及/或第二控制器温度216)拟合于测量NV温度(例如第一NV温度208及/或第二NV温度218)内来导出温度分布220。
作为说明性实例，NVDIMM 100可根据一组预定分布模板(例如线性模式、对数模式、二次模式、指数模式等)导出测量控制器温度的最佳拟合图。NVDIMM 100可计算最佳拟合图中的每一者的偏差测量，且基于对应于最低偏差测量的最佳拟合图中的一者来导出温度分布220。另外或替代地，NVDIMM 100可使用一或多种曲线拟合机制来导出测量控制器温度的最佳拟合图。NVDIMM 100可计算将所得曲线的一部分(例如中点)放置于对应操作的开始及结束时的NV温度之间的偏移测量。NVDIMM 100可进一步计算使所得曲线的末端最接近NV温度的标量因子。NVDIMM 100可基于最佳拟合曲线及计算偏移及标量因子来导出温度分布220。换句话说，NVDIMM 100可基于导出连接NV温度且具有匹配控制器温度的形状及/或图形的形状及/或图形的曲线来导出温度分布220。在一些实施例中，标量因子可对应于等式(1)的'α'，且偏移可对应于等式(1)的'β'，如上文描述。
NVDIMM 100可根据环境温度测量导出温度分布220。如上文描述，NVDIMM 100可根据对应于操作的执行的环境温度来计算/使用图形及/或因子。举例来说，当环境温度低于阈值水平时，NVDIMM 100可根据等式(1)导出温度分布220。另外，当环境温度高于阈值水平时，NVDIMM 100可根据等式(2)导出温度分布220。在一些实施例中，NVDIMM 100可使用上述过程来导出单独描述由保存操作、复原操作及/或擦除操作导致的温度的温度分布220。
因此，NVDIMM 100可根据操作的实际执行及实际温度来导出温度分布220。因此，温度分布220可说明实际***及环绕或涵盖NVDIMM 100的环境的变化。操作环境的准确特性化提高温度预测的准确性，其可进一步减少温度相关故障及/或通过减小与免受温度相关故障相关联的安全裕度来提高效率。
在导出温度分布220之后，NVDIMM 100可开始正常操作。在操作期间，NVDIMM100可经触发以执行与NV存储器130相关联的一或多个目标操作，例如保存操作、复原操作及/或擦除操作。在框322，NVDIMM 100可识别目标操作的即将进行的例子。举例来说，NVDIMM 100可识别条件(例如电力电平及/或其图形)及/或与使温度升高超过阈值量的预定操作(例如保存、复原及/或擦除操作)相关联的传入命令。
在框324，NVDIMM 100可确定温度分布220。在一些实施例中，NVDIMM 100可基于存取上述导出的结果来确定温度分布220。因此，NVDIMM 100可确定/存取特性化NV存储器130及控制器132的温度之间的关系的温度分布220及/或操作环境的热特性。NVDIMM 100可选择匹配即将进行的操作的温度分布220的一部分(例如保存操作、复原操作或擦除操作的特性化)。此外，NVDIMM 100可获得当前环境温度且选择温度分布220中对应于当前环境温度的一部分。
在框326，NVDIMM 100可确定当前控制器温度。举例来说，控制器132可例如通过命令板载传感器来实时取样控制器温度。控制器132可在执行即将进行的操作之前取样控制器温度。
在框328，NVDIMM 100可基于温度分布220及当前控制器温度来计算NV存储器130的一或多个预测温度。NVDIMM 100可使用当前控制器温度作为温度分布220的输入来计算对应于即将进行的操作的执行的一或多个预测温度。换句话说，如果NVDIMM100执行即将进行的操作，那么NVDIMM 100可使用温度分布220及当前控制器温度来预测NV存储器130的温度。在一些实施例中，NVDIMM 100可计算将在执行即将进行的操作结束时发生的NV存储器130的预测温度。
在决策框330，NVDIMM 100可比较一或多个预测温度与温度阈值。举例来说，控制器132可比较预测温度与NV存储器130的预定温度阈值。在其它实施例中，控制器132可比较预测温度与动态确定的温度阈值。举例来说，NVDIMM 100可执行预定操作且验证结果，直到检测到故障(例如数据错误)。当一或多个预测温度未超过温度阈值时，NVDIMM 100可执行即将进行的操作，如在框334说明。
当一或多个预测温度超过温度阈值时，NVDIMM 100可确定故障预测。根据故障预测，在框332，NVDIMM 100可对即将进行的操作执行一或多个补救动作。举例来说，NVDIMM100可执行用于降低与执行即将进行的操作相关联的NV存储器130的预测温度的补救动作。补救动作的一些实例可包含操作NVDIMM 100内的冷却***、增加操作循环之间的延迟(例如刷新速率)、重新安排即将进行的操作及/或记录数据用于稍后故障分析。在实施补救动作之后，NVDIMM 100可执行即将进行的操作，如在框334说明。
基于温度分布220及实时温度测量的故障预测可经由补救动作缓解故障。NVDIMM可进一步预测错误损坏的时间以借此提高校正数据损坏的能力。
图4是包含根据本发明的实施例的设备的***的示意图。上文参考图1到3描述的前述实施例的任何方面(例如存储器装置及/或对应方法)可并入到各种更大及/或更复杂的***中的任一者中，其代表性实例是图4中示意性展示的***480。***480可包含存储器装置400、电源482、驱动器484、处理器486及/或其它子***或组件488。存储器装置400可包含通常类似于上文参考图1到3描述的实施例的特征的特征，且因此可包含用于执行来自主机装置的直接读取请求的各种特征。所得***480可执行各种功能中的任一者，例如存储器存储、数据处理及/或其它合适功能。因此，代表性***480可包含(但不限于)手持装置(例如移动电话、平板计算机、数字阅读器及数字音频播放器)、计算机、交通工具、电器及其它产品。***480的组件可被容纳于单个单元中或分布于多个互连单元上(例如，通过通信网络)。***480的组件还可包含远程装置及各种计算机可读媒体中的任一者。
应从上文了解，本文已为了说明而描述本发明的特定实施例，但可在不背离本发明的情况下作出各种修改。另外，还可在其它实施例中组合或消除特定实施例的背景下描述的新技术的特定方面。此外，尽管已在所述实施例的背景下描述与新技术的特定实施例相关联的优点，但其它实施例还可展现此类优点，且未必所有实施例需要展现落入本发明的范围内的此类优点。因此，本发明及相关联技术可涵盖本文中未明确展示或描述的其它实施例。
在上文所说明的实施例中，已在DRAM装置的背景下描述设备。然而，根据本发明的其它实施例配置的设备可包含除DRAM装置之外或代替DRAM装置的其它类型的合适存储媒体，例如并入基于NAND或基于NOR的非易失性存储媒体(例如NAND快闪)、磁性存储媒体、相变存储媒体、铁电存储媒体等的装置。
本文中使用的术语“处理”包含操纵信号及数据，例如写入或编程、读取、擦除、刷新、调整或改变值、计算结果、执行指令、组装、传送及/或操纵数据结构。术语“数据结构”包含布置为位、字或码字、块、文件、输入数据、***产生数据(例如计算或产生数据)及程序数据的信息。此外，本文中使用的术语“动态”描述在对应装置、***或实施例的操作、使用或部署期间及在运行制造商或第三方固件之后或在运行制造商或第三方固件时发生的过程、功能、动作或实施方案。动态发生的过程、功能、动作或实施方案可在设计、制造及初始测试、设置或配置之后或后发生。
足够详细地描述上述实施例以使所属领域的技术人员能够制造及使用实施例。然而，相关领域的技术人员应了解，技术可具有额外实施例，且可在无上文参考图1到4描述的实施例的若干细节的情况下实践本发明。

Claims (20)

1.一种设备，其包括：
非易失性NV存储器；及
控制器，其耦合到所述NV存储器且经配置以：
确定特性化所述NV存储器及所述控制器的温度之间的关系的温度分布；
识别所述NV存储器的即将进行的操作；
在执行所述即将进行的操作之前实时确定控制器温度；
基于所述控制器温度及所述温度分布，在所述即将进行的操作的执行期间及/或之后计算所述NV存储器的至少一个预测温度；及
对所述即将进行的操作执行补救动作，其中所述补救动作是基于所述预测温度。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器经配置以基于以下来确定所述温度分布：
在所述设备的部署之后执行预定操作序列；
在执行所述预定操作序列中的每一操作时实时确定NV温度；
在执行所述预定操作序列中的每一操作时实时确定控制器温度；及
基于所述NV温度及所述控制器温度来导出所述温度分布。
3.根据权利要求2所述的设备，其中所述控制器经配置以：
至少在执行所述预定操作序列中的每一操作之前及之后确定所述NV温度；
至少在执行所述预定操作序列中的每一操作期间确定所述控制器温度；及
基于所述控制器的实时温度来导出预测所述NV存储器在未来操作的执行期间的温度的所述温度分布。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述控制器经配置以根据包含以下的一组假设来导出所述温度分布：(1)所述控制器的温度在所述未来操作的执行期间高于所述NV存储器的温度；(2)所述NV存储器的所述温度将在所述未来操作的整个执行中持续升高；及/或(3)所述控制器及所述NV存储器的所述温度具有线性关系。
5.根据权利要求3所述的设备，其中所述控制器经配置以基于缩放及偏移所述控制器温度拟合于所述NV温度内来导出所述温度分布。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述控制器经配置以根据“NV温度＝(控制器温度*α)+β”导出所述温度分布，其中根据所述NV温度及所述控制器温度来计算α及β，其中α为匹配所述控制器温度与所述NV温度之间的差的因子，且β为匹配所述控制器温度与所述NV温度之间的差的偏移。
7.根据权利要求2所述的设备，其中所述控制器经配置以：
获得与所述预定操作序列中的每一操作的所述执行相关联的环境温度测量；及
根据所述环境温度测量导出所述温度分布。
8.根据权利要求2所述的设备，其中所述控制器经配置以基于以下来导出所述温度分布：
根据一组分布模板导出所述控制器温度的最佳拟合图；
计算所述最佳拟合图中的每一者的偏差测量；及
基于所述最佳拟合图中对应于最低偏差测量的一者来导出所述温度分布。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述温度分布针对环绕所述NV存储器及所述控制器的操作环境来特性化所述NV存储器及所述控制器的温度之间的所述关系。
10.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器经配置以：
当所述NV存储器的所述至少一个预测温度超过温度阈值时，确定故障预测；及
执行用于降低与执行所述即将进行的操作相关联的所述NV存储器的所述至少一个预测温度的所述补救动作。
11.根据权利要求10所述的设备，其中所述补救动作包含(1)操作冷却***、(2)增加操作循环之间的延迟及/或(3)重新安排所述即将进行的操作。
12.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括耦合到所述控制器的动态随机存取存储器DRAM。
13.根据权利要求12所述的设备，其中所述即将进行的操作是与所述NV存储器相关联的备份操作、复原操作或擦除操作，其中：
所述备份操作用于将运行时间数据从所述DRAM传送到所述NV存储器，
所述复原操作用于将备份数据从所述NV存储器传送到所述DRAM，且
所述擦除操作用于将存储于所述NV存储器上的数据复位为预定值。
14.一种非易失性双列直插式存储器模块NVDIMM，其包括：
动态随机存取存储器DRAM；
非易失性NV存储器；及
控制器，其耦合到所述NV存储器及所述DRAM且经配置以：
在电力复位之后基于在预定操作序列中测量所述NV存储器及所述控制器的实时温度来确定温度分布，其中所述温度分布特性化所述NV存储器及所述控制器的所述温度之间的关系；
识别所述NV存储器的即将进行的操作，其中所述即将进行的操作包含在所述DRAM与所述NV存储器之间交换数据及/或擦除存储于所述NV存储器中的数据；
在执行所述即将进行的操作之前实时确定当前控制器温度；
基于所述当前控制器温度及所述温度分布计算所述NV存储器的预测温度，其中所述预测温度估计所述NV存储器在所述即将进行的操作期间或结束时的温度；及
基于所述预测温度对所述即将进行的操作执行补救动作，其中所述补救动作用于降低所述NV存储器的所述预测温度。
15.一种操作设备的方法，所述方法包括：
确定特性化非易失性NV存储器及控制器的温度之间的关系的温度分布；
识别所述NV存储器的即将进行的操作；
在执行所述即将进行的操作之前实时确定控制器温度；
基于所述控制器温度及所述温度分布，在所述即将进行的操作的执行期间及/或之后计算所述NV存储器的至少一个预测温度；及
对所述即将进行的操作执行补救动作，其中所述补救动作是基于所述预测温度。
16.根据权利要求15所述的方法，其中确定所述温度分布包含：
在所述设备的部属之后执行预定操作序列；
在执行每一操作时实时确定NV温度；
在执行所述预定操作序列中的每一操作时实时确定控制器温度；及
基于所述NV温度及所述控制器温度来导出所述温度分布。
17.根据权利要求16所述的方法，其中：
确定所述NV温度包含至少在所述预定操作序列中的每一操作的所述执行之前及之后对所述NV温度取样；
确定所述控制器温度包含至少在所述预定操作序列中的每一操作的所述执行期间对所述控制器温度取样；且
导出所述温度分布包含基于所述控制器的实时温度来导出预测所述NV存储器在未来操作的执行期间的温度的所述温度分布。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述预定操作序列包含与所述NV存储器相关联的保存操作、复原操作及/或擦除操作中的一或多者。
19.根据权利要求17所述的方法，其中所述NV温度排除在所述预定操作序列中的每一操作的所述执行期间进行的测量。
20.根据权利要求17所述的方法，其进一步包括：
获得与所述预定操作序列中的每一操作的所述执行相关联的环境温度测量；且
导出所述温度分布包含根据所述环境温度测量导出所述温度分布。
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