在數據突發之前冷卻存儲器的溫度控制的存儲模塊的制作方法
【專利說明】
【背景技術】
[0001]存儲器、諸如NAND閃存的表現往往非常依賴于它的操作和存儲溫度。在高溫下，由于更好的退火，耐久性被改進，但是數據保持性根據阿列紐斯(Arrhenius)方程而惡化。在非常低的溫度下，其他效果突出。存儲器設計者考慮到這種依賴來生產在寬的溫度范圍內操作的存儲器，該存儲器提供數據保存性、耐久性和其他存儲器特征之間的折衷。然而，在寬的溫度范圍內操作是一種折衷，因為某些特征更適合于為其具體操作定制的較小溫度范圍。
[0002]與溫度相關的問題也能通過其他方式影響存儲模塊。例如，增加的讀取和寫入性能往往需要多個存儲器裸芯或平面并行以實現所需的性能。電流消耗和散熱量是可能限制在存儲模塊中并行的數量的兩個主要因素。即使對電流消耗沒有限制并且主機可以保證所需的殼體溫度，但由于存儲器裸芯和殼體之間的被動耐熱性仍然可能是熱問題。此外，對存儲模塊的典型主機訪問往往是對于被稱為突發的數據的短時間、集中的需求。在突發的時間期間，更多的需求放置在存儲器上，這可能將存儲器的溫度增加到達到或超過最大操作溫度額定值的水平。
【發明內容】
[0003]本發明的實施例由權利要求來限定，并且在該部分不會被認為是作為對該權利要求的限制。
[0004]通過介紹，下面的實施例涉及在接收數據突發之前冷卻存儲器的溫度控制的存儲模塊。在一個實施例中，提供一種存儲模塊，其包括存儲器、溫度傳感器、熱電冷卻器和控制器。該控制器確定與存儲模塊通信的主機即將發送數據的突發，并且然后激活熱電冷卻器以冷卻存儲器。控制器可以從來自主機的通知，或者通過基于一段時間的來自主機的寫入活動做出推斷，來確定主機即將發送數據突發。這使能在突發期間的更高的并行性，因此改進突發的性能。
[0005]其他實施例是可能的，并且實施例的每個可以單獨使用或結合在一起使用。因此，現在各個實施例將參考附圖來描述。
【附圖說明】
[0006]圖1是實施例的示例存儲模塊的框圖。
[0007]圖2A是實施例的主機的框圖，其中圖1的示例的存儲模塊被嵌入在主機中。
[0008]圖2B是可拆卸地連接到主機的圖1的示例存儲模塊的框圖，其中該存儲模塊和主機是可分離的、可移動的裝置。
[0009]圖3是用于控制存儲模塊的溫度的實施例的方法的流程圖。
[0010]圖4是用于控制存儲模塊的溫度的實施例的電路的示意圖。
[0011 ]圖5是具有單個熱電冷卻器的實施例的存儲模塊的示意圖。
[0012]圖6是示出了從圖5的存儲模塊的熱傳遞的示意圖。
[0013]圖7是具有兩個熱電冷卻器的實施例的存儲模塊的示意圖。
[0014]圖8是示出了從圖7的存儲模塊的熱傳遞的示意圖。
[0015]圖9A和圖9B是在突發時段之前冷卻存儲器裸芯的實施例的圖示。
[0016]圖10是另一個實施例的存儲模塊的圖示。
[0017]圖11是現有技術的熱電冷卻器的圖示。
【具體實施方式】
[0018]參見附圖，圖1是實施例的存儲模塊100的示意圖。如圖1中所示，存儲模塊100包括與一個或多個存儲器裸芯120通信的控制器110，存儲器裸芯120具有在存儲器裸芯120中或在存儲器裸芯120上的溫度傳感器125。如這里所使用的，短語“與......通信”能夠意味著與其直接地通信或通過一個或多個組件而間接地通信，該一個或多個組件可能在這里示出或描述，或者可能不在這里示出或描述。圖1顯示了存儲器裸芯120作為NAND存儲器裸芯;然而，可以使用其它存儲器技術。而且，存儲器120可以是一次性可編程的、少次可編程的、或多次可編程的。存儲器120也可以使用單級單元(single-level cell，SLC)、多級單元(multiple-level cell，MLC)cell，TLC)、或現在已知的或以后開發的其它存儲器技術。而且，存儲器120可以是二維或三維的(例如，位成本存儲器(BitCost Memory，BiCS)，并且可以是多芯片封裝體或單芯片封裝體。
[0019]圖1中的存儲模塊^^還包括溫度傳遞器件’諸如熱電冷卻器!；!:]^!.!]^^]^^:!.;^cooler，TEC) 130。(在一個實施例中，控制器110、存儲器裸芯130、和TEC 130都堆疊在基板上，以及所有那些組件都被包裹在集成電路封裝體50中。)熱電冷卻器是使用珀爾帖效應(Peltier effect)來創建兩個不同類型的材料的接合體之間的熱通量的固態裝置。通常，熱電冷卻器通過珀耳帖效應來操作。如圖11所示，一種類型的現有技術的熱電冷卻器1100(可以使用其他類型)具有兩側，并且當直流電流流過冷卻器1100，它將熱量從冷卻器1100一側帶到另一側。這會導致一側變得冷卻，而另一側變得更熱。變得冷卻的一側被附接到冷卻板1110，并且變得更熱的一側被附接到散熱器1120。熱電冷卻器1100可以由具有不同的電子密度的兩個獨特的半導體(一個P型1130和一個η型1140)制成。半導體1130、1140彼此熱并行且電串聯地放置，然后與在每側上的導熱板1150、1160 (在它們旁邊有絕緣體1170、1180)結合。當將電壓施加到兩個半導體1130、1140的自由端時，直流電流流動穿過半導體1130、1140的接合體引起溫度差。具有冷卻板1110的一側吸收熱量，熱量然后被移動到具有散熱器1112的另一側。
[0020]因為熱電冷卻器是熱栗，該熱栗由于電能的消耗而將熱量從裝置的一側傳遞到另一側，熱電冷卻器可以用于依賴于電流的方向而冷卻(制冷)或加熱。如將在下面所討論的，在這些實施例中，熱電冷卻器用于冷卻或加熱存儲器裸芯120，以保持期望的溫度。因為冷卻和加熱需要來自電源的額外的電流，當設計系統用于與存儲模塊100—起使用時應當考慮到這樣的電力需求，以確保有足夠的電力被供給存儲模塊100。由于電力需求，存儲模塊100可能發現在沒有電力不足的情形下的特定用途，諸如在固態盤中或在具有嵌入式存儲器的主機裝置(例如，機頂盒)中。然而，這些實施例也可以與可移動存儲裝置一起使用。例如，存儲模塊100可以從外部源接收電力以供電給控制器110和存儲器120，或者可以具有其自己的電源(例如，電池)。此外，如將在下面描述的，還可以有存儲模塊100的內部或外部的附加的TEC(諸如(TEC 2) 150)。熱電冷卻器130的使用將在下面詳細地討論。
[0021]如圖2A所示，存儲模塊100可以被嵌入在具有主控制器220的主機210中。也就是說，主機210體現了主機控制器220和存儲模塊100，使得主機控制器220與嵌入式存儲模塊100接口以管理其操作。例如，存儲模塊100可以采取由SanDisk公司的iNANDTMeSD/eMMC嵌入式快閃盤的形式。在主機210中的主機控制器220或另一個組件將為存儲模塊100提供電力。例如，主機控制器220可以使用存儲接口，諸如6麗(:、皿3、1^8、34了4、343、