CN101470500A - 信息处理设备和非易失性半导体存储装置 - Google Patents

信息处理设备和非易失性半导体存储装置 Download PDF

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CN101470500A
CN101470500A CNA2008101907491A CN200810190749A CN101470500A CN 101470500 A CN101470500 A CN 101470500A CN A2008101907491 A CNA2008101907491 A CN A2008101907491A CN 200810190749 A CN200810190749 A CN 200810190749A CN 101470500 A CN101470500 A CN 101470500A
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Abstract

信息处理设备包括：主体；将外部空气吸入主体以利用气流冷却该主体内部的冷却风扇；和设置在该主体内且被用作外部存储装置的非易失性半导体存储装置，该装置包括：印刷电路板；安装在该印刷电路板上的非易失性半导体存储器；安装在该印刷电路板上并且控制该非易失性半导体存储器的存储控制器；和安装在该印刷电路板上并且检测该非易失性半导体存储装置内的温度的温度传感器，其中该存储控制器设置在气流的上游侧，并且该温度传感器设置在气流的下游侧。

Description

信息处理设备和非易失性半导体存储装置
相关申请的交互引用
[0001]本申请基于并且要求2007年12月27日申请的日本专利申请No.2007-338082的优先权，并且该申请的全部内容通过引用而结合在本文中。
技术领域
[0002]本发明的一个实施例涉及一种信息处理设备和非易失性半导体存储装置。
背景技术
[0003]提出有一种配备有存储组件(memory package)，温度传感器，和温度检测电路的存储模块。JP-A-2007-257062就揭示了这样的存储模块的实例。
[0004]该存储模块包括安装在印刷电路板上的存储组件，测量该存储组件的温度的温度传感器，以及将由该温度传感器测量的温度和预先设定的设定温度进行比较的温度检测电路。因此，存储模块可以由温度传感器测量存储组件的温度，并且可以由温度检测电路检测测量的温度是否超过设定温度。
[0005]但是，在已知的存储模块中，由温度传感器检测温度的目标对象是存储组件。由于这个原因，在除了存储组件以外用作加热源的元件或者具有比安装存储组件的区域的温度更高温度的区域出现在印刷电路板上的情况下，存在这样的元件或者区域的温度不能被温度传感器检测的问题。
发明内容
[0006]本发明的目的之一在于提供一种能够测量位于半导体存储和控制单元之间并且其温度高于印刷电路板的其他区域温度的区域的温度的信息处理设备和非易失性半导体存储装置。
[0007]根据本发明的第一方面，提供有一种信息处理设备包括：主体；将外部空气吸入主体以利用气流冷却主体内部的冷却风扇；以及设置在主体内被用作外部存储装置的非易失性半导体存储装置，该装置包括：印刷电路板；安装在该印刷电路板上的非易失性半导体存储器；安装在该印刷电路板上并且控制该非易失性半导体存储器的存储控制器；和安装在该印刷电路板上并且检测该非易失性半导体存储装置内的温度的温度传感器，其中该存储控制器设置在气流的上游侧，并且该温度传感器设置在气流的下游侧。
[0008]根据本发明的第二方面，提供有一种被设置在信息处理设备内部以用作外部存储装置的非易失性半导体存储装置，该装置包括：印刷电路板；安装在该印刷电路板上的非易失性半导体存储器；安装在该印刷电路板上的并且控制该非易失性半导体存储器的存储控制器；和安装该印刷电路板上位于该非易失性半导体存储器和该存储控制器之间并且检测该非易失性半导体存储装置内的温度的温度传感器。
[0009]根据本发明的第三方面，提供有一种被设置在信息处理设备内部以用作外部存储装置的非易失性半导体存储装置，该装置包括：印刷电路板；安装在该印刷电路板上并且包括多个非易失性半导体存储组件的非易失性半导体存储器；安装在该印刷电路板上的并且控制该非易失性半导体存储器的存储控制器；和安装在该印刷电路板上位于该非易失性半导体存储器和该存储控制器之间并且检测该非易失性半导体存储装置内的温度的温度传感器，其中每个非易失性半导体存储装置形成为具有长边和短边的形状，并且其中非易失性半导体存储组件被排列在印刷电路板上以将每个非易失性半导体存储组件的长边和短边的其中之一对齐。
附图说明
[0010]下面将参考附图将说明实现本发明的各种特征的总体结构。附图和相关的说明被用于说明本发明的实施例，并且不局限于本发明的范围。
[0011]图1是说明根据本发明的第一实施例的信息处理设备的外观的示意图。
[0012]图2是说明信息处理设备的主体的内部的平面图。
[0012]图3是说明信息处理设备的主体的内部的仰视图。
[0014]图4是说明信息处理设备的示意性结构的方块图。
[0015]图5是说明SSD外观的实例的立体图。
[0016]图6是说明该SSD的示意性构造的方块图。
[0017]图7A是说明根据本发明的第二实施例的SSD外观的示意图，图7B是说明该SSD的平面图，和图7C是说明该SDD的仰视图。
具体实施方式
[0018]以下，将参考附图具体地说明根据本发明的实施例的信息处理设备。
[0019]第一实施例
[0020]图1是说明根据本发明的第一实施例的信息处理设备的外观的示意图。信息处理设备1被构造成包括主体2和附接到主体2的显示单元3。
[0021]主体2包括盒形壳体4，该壳体4配备有上壁4a，外围壁4b，和下壁4c。壳体4的上壁4a从靠近操作信息处理设备1的用户的一侧依次具有前部40，中部41和后部42。下壁4c面向在其上放置信息处理设备1的放置表面(placement surface)。外围壁4b具有前壁4ba，后壁4bb，以及在左右侧的侧壁4bc和4bd。
[0022]前部40包括作为指向装置的触摸板20，掌托(palm rest)21，和与信息处理设备1的每个部分的操作同步变亮的LED22。
[0023]中部41包括能够输入字母信息等的键盘23a被附接到其上的键盘放置部23。
[0024]后部42包括可拆卸地附接的电池组24，设置在电池组24的右侧以向信息处理设备1提供电力的电源开关25，和设置在电池组24的左右侧以可旋转地支撑显示单元3的一对铰链部26a，26b。
[0025]用于将气流W从该壳体4的内部排到外部的排气口29被设置在壳体4的左侧壁4bc上。另外，例如，从/向诸如DVD的光存储介质读取和/写入数据的OPTICAL DISKDEVICE(ODD，光碟装置)27和各种卡280被插入和拔出的卡槽28被设置在右侧壁4bd上。
[0026]该壳体4是由包括一部分外围壁4b和上壁4a的壳盖和包括一部分外围壁4b和下壁4c的壳底(case base)形成的。壳盖可拆卸地与壳体底结合，并且在壳盖和壳底之间形成容纳空间。例如，作为非易失性半导体存储器的SSD10(固态硬盘)被容纳在容纳空间中。另外，稍后将具体说明该SSD10。
[0027]显示单元3包括具有开口30a的显示壳体30和诸如LCD的显示部31，该显示部31可以在显示屏31a上显示图像。显示部31被容纳在显示壳体30中，并且显示屏31a通过该开口30a被暴露在显示壳体30的外部。
[0028]图2是说明主体2的平面图，图3是说明从下面看主体2的仰视图。为了显示壳体4的布局，省略了图2的壳盖5和省略了图3的壳底6。多个凸起43被设置在壳体盖5和壳体底6中。
[0029]除SSD10，电池组24，ODD 27和卡槽28之外，主电路板11，扩展模块(extensionmodule)12和风扇13也被容纳在壳体4中。
[0030]主电路板11是在其上安装多个电子元件并且当这些电子元件工作时执行预定操作的构件。另外，主电路板11通过与连接器110结合的电缆110a被连接到SSD 10，并且通过电缆(未显示)被连接到电池组24，ODD 27，卡槽28，扩展模块12以及风扇13。
[0031]ODD 27具有容纳在壳体4中的壳体270和容纳在壳体270内以致能够被抽出而且在其上放置光存储介质的碟片托盘(disk tray)271。
[0032]卡槽28的形状由例如PC卡槽或者ExpressCard(注册商标)槽的标准设定。
[0033]扩展模块12包括扩展电路板120，设置在扩展电路板120中的卡插座121，和插入卡插座121中的扩展模块板122。卡插座121是基于例如Mini-PCI标准，扩展模块板122的实例包括3G(第三代)模块，TV调谐器，GPS模块，Wimax(注册商标)模块等。
[0034]风扇13是在通风基础之上冷却壳体4的内部并且通过排气口29将壳体中的空气作为气流W排到外部的冷却单元。另外，热管130的一个端部设置在该风扇13和排气口29之间，并且热管130的另一个端部被设置成连接到CPU 115(未显示)。当设置在其内部的工作液体在加热部分的该CPU 115侧蒸发而变成蒸汽时，热管130散发蒸发潜热，然后该蒸汽通过该管移向低温部分的排气口侧而被液化。液化的操作流体流回加热部分。
[0035]SSD 10包括印刷电路板(PCB)100。温度传感器101，连接器102，控制单元(存储控制器)103等被安装在该PCB(100)的表面100a上。该SSD10容纳在壳体4中，以致控制单元103位于由风扇13造成的从壳体4流到外部的气流W的上游侧，并且温度传感器101位于气流W的下游侧。另外，将SSD 10和主电路板11彼此电连接的连接器102安置在从壳体4的内部流到外部的气流W的比控制单元103更上游侧。
[0036]图4是说明信息处理设备的示意性结构的方块图。除上述的SSD 10，扩展模块12，风扇13，触摸板20，键盘23a，LED 22，电源开关25，ODD 27，卡槽28，以及显示部31之外，信息处理设备1还包括是用于控制每个部分的嵌入系统的EC(嵌入控制器)111，存储BIOS(基本输入输出系统)112a的闪存112，是LSI(大规模集成电路)芯片并且用作各种总线和I/0控制器的南桥113，控制是LSI芯片并且稍后将说明的CPU(中央处理单元)之间的连接的北桥114，GPU(图形处理单元)116，主存储器117，以及各种总线，该CPU 115用于执行各种信号的操作处理，该GPU 116执行图像信号的操作处理和执行显示控制，并且在主存储器117中通过CPU 115执行读写。
[0037]另外，EC111，闪存112，南桥113，北桥114，CPU 115，GPU 116以及主存储器(主存储装置)117都是安装在主电路板11上的电子元件。
[0038]图5是说明SSD外观的实例的立体图。SSD 10包括具有表面100a到100f的PCB 100，并且配备有温度传感器101，连接器102，控制器103，八个NAND存储器(存储组件)104A到104H，以及安装在PCB 100的表面100a上的DRAM 105。NAND存储器104A到104H具有相同的形状。SSD10是种存储和即使在断电时不被移除的记录数据或程序的外部存储装置。虽然SSD10不具有诸如已知硬盘驱动中的头或磁盘的驱动机构，但是该SSD 10是驱动器，它能够存储诸如OS(操作系统)的程序或者由用户或者在安装于PCB 100上的八个NAND存储器104A到104H的存储区域中的软件运行所创建的数据，以致可以与已知的硬盘驱动类似地读写该程序或者数据，并且它由能够作为用于启动信息处理设备1的驱动器操作的非易失性半导体存储器形成。
[0039]每个NAND存储器104A到104H都具有长边104a和短边104b的外形，例如，如NAND存储器104A中所示。NAND存储器104A到104D被安装成以致长边104a沿PCB 100的右侧表面彼此邻接。另外，NAND存储器104E到104H安装在PCB上，以致长边104a和短边104b邻接。
[0040]温度传感器101位于NAND存储器104H的长边和控制单元103的一边之间，并且被设置成与两边邻接。另外，用于连接SSD10和外部的连接器102设置在与设置温度传感器101的控制单元103的一边相反的一边上。
[0041]图6是说明该SSD的示意性构造的方块图。控制单元103连接到温度传感器101，连接器102，八个NAND存储器104A到104H，DRAM 105，以及供电电路106。另外，控制单元103通过连接器102连接到主机装置8，以致在需要时连接到外部装置9。
[0042]电源7是电池组24或者是AC适配器(未显示)。例如，通过连接器102将DC 3.3V供应到供电电路106。另外，电源7为整个信息处理设备1供电。
[0043]在本实施例中主机装置8是主电路板11，并且安装在主电路板11上的控制单元103和南桥113彼此互相连接。例如，在南桥113和控制单元103之间，基于串行ATA规格执行数据的传输和接收。
[0044]外部装置9是不同于信息处理设备1的另一种信息处理设备。外部装置9基于例如RS-232C标准连接到从信息处理设备1拆离的SSD 10的控制单元103，并且具有读取存储在NAND存储器104A到104H中的数据的功能。
[0045]例如，PCB 100具有与1.8英寸型或2.5英寸型的HDD相同的外形尺寸。另外，在本实施例中，PCB 100的外形尺寸等于1.8英寸型。另外，PCB100具有多个用于将该PCB100固定到壳体4的通孔100g。
[0046]在PCB上，温度传感器101设置在控制单元103和作为热源的NAND存储器104A到104H之间。在如图5所示的实例中，温度传感器101设置在靠近PCB 100的中间的位置以致被控制单元103和NAND存储器104A到104H所围绕，并且测量该位置的温度。由温度传感器101测量的测量温度传输到控制单元103作为温度信息。另外，虽然在本实施例中使用利用半导体的PN结部分的电压随温度而改变的特性的半导体温度传感器，但是也可以使用基于诸如热敏电阻的其他方法的温度传感器。
[0047]例如，在操作SSD 10时的情况下，由设置在该位置的温度传感器101测量的温度是50摄氏度到60摄氏度，并且比PCB 100的其他区域的温度高大约10度。
[0048]控制单元103控制NAND存储器104A到104H的操作。具体地，控制单元103控制从NAND存储器读取数据或者向NAND存储器写入数据以响应来自作为主机装置8的主电路板11的请求。例如，数据传输率在读数据时是100MB/sec而在写数据时是40MB/sec。
[0049]另外，控制单元103以预定周期从温度传感器101获得温度信息，并且将所获得的温度信息以及获得日期及时间一起写入NAND存储器104A到104H的预定地址。
[0050]例如，每个NAND存储器104A到104H具有长边和短边的外形并且其厚度为3mm。NANB存储器104A到104H非对称地安装在PCB100上。也就是，在图5所示的实例中，以统一的状态安置NAND存储器104A到104H中的四个NAND存储器104A到104D，以致长边近似平行，并且以结合状态设置另外四个NAND存储器104E到104H，以致长边和短边彼此互相面对。NAND存储器104E到104H可以被安置在PCB100的表面100b上。
[0051]例如，每个NAND104A到104H是具有16GB的存储容量的非易失性半导体存储器，并且是能够在一个存储器单元记录两个比特(bit)的MLC(多层单元)-NAND存储器(多值NAND存储器)。虽然MLC-NAND存储器的可重写的次数一般小于SLC(单层单元)-NAND存储器的可重写次数，但是很容易使存储容量变大。另外，NAND存储器104A到104H具有数据能被存储的周期随设定的环境温度而改变的特性。
[0052]NAND存储器104A到104H存储由控制单元103的控制而被写入的数据并且存储温度信息和获得日期作为温度的历史记录。
[0053]当通过控制单元103的控制来执行从NAND存储器读取数据或者向NAND写入数据时，DRAM105作为暂时性存储数据的缓冲器(buffer)。
[0053]例如，连接器102具有基于串行ATA规格的形状。另外，控制单元103和供电电路106可以通过单独的连接器被分别地连接到主机装置8和电源7。
[0054]例如，供电电路106将由电源7供应的DC 3.3V转变为DC 1.8V和DC 1.2V，并且将这三种电压供应到SSD 10的各个部，从而匹配各个部的驱动电压。
[0055]以下，将说明根据本发明的第一实施例的信息处理设备的操作。首先，当用户按电源开关25时，检测到电源开关25的按压的EC 111开始将电源7的电力供应到信息处理设备1的每一部分。然后，基于BIOS 112a EC 111启动信息处理设备1。
[0056]然后，当信息处理设备1被启动时，用户在观看显示部31的显示屏31a的同时，利用触摸板20和键盘23a在信息处理设备1上执行操作。
[0057]然后，当信息处理设备1接收到用户的操作时，信息处理设备1执行预定操作来响应操作。例如，在信息处理设备1的CPU 15收到用于在显示部31上显示存储在SSD 10的数据的操作情况下，CPU 15命令SSD 10读取数据。然后，SSD 10的控制单元103读取来自NAND存储器104A到104H的数据并且将数据通过南桥113和北桥114传输到GPU116。然后，GPU 116将数据作为图像显示在显示部31上。
[0058]信息处理设备1执行上述操作的同时，SSD 10的温度传感器101测量设置温度传感器101所在位置处的温度。
[0059]然后，控制单元103在预定周期获得由温度传感器101测量的测量温度，作为温度信息，并且将获得的温度信息以及获得日期和时间存储在NAND存储器104A到104H的预定地址作为温度历史记录。
[0060]此后，当用户指示信息处理设备1显示存储在NAND存储器104A到104H的温度历史记录时，控制单元103读取温度历史并且通过GPU 116将所读取的温度历史记录显示在显示部31上。
[0061]另外，在SSD 10从壳体4拆离的情况下，外部装置9连接到拆离的SSD 10上。然后，当指示读取温度历史记录的命令从外部装置9传输到控制单元103时，控制单元103读取储存在NAND存储器104A到104H内的温度历史记录，然后将所读取的温度历史记录传输到外部装置9。然后，当外部装置9接收到温度历史记录时，温度历史记录被显示在设置在外部装置9中的显示部上。
[0062]根据本发明的第一实施例，由于温度传感器101被设置在控制单元103和NAND存储器104H之间，所以可以测量与PCB 100的其他区域相比具有高温的区域的温度。
[0063]此外，由于多个NAND存储器104A到104H通过长边104a和短边104b的结合被安装在PCB100上，所以诸如控制单元103和DRAM 105的其他电子元件可以被有效率地设置在PCB100上。
[0064]此外，由于温度传感器被设置在被控制单元103和多个NAND存储器104A到104H围绕的位置上，所以没有必要在PCB 100上安置多个温度传感器。因此，可以减少制造成本。
[0065]此外，通过将SSD10的控制单元103定位在由风扇13产生的气流W的上游侧并且将温度传感器101定位在下游侧，可以测量温度很可能高于由气流W冷却的控制单元103的区域的温度。
[0066]另外，通过将温度历史记录存储在NAND存储器104A到104H中，可以检查在以时间连续方式(time-sequential manner)使用SSD10的情形中的环境温度。另外，例如，当执行降低SSD 10的温度的处理时，温度历史记录不仅被控制单元103读取，而且还可以被南桥113读取。
[0067]第二实施例
[0068]图7A是说明根据本发明的第二个实施例的SSD的外观的示意图。在如图7A所示的SSD 10的情况中NAND存储器被安装在表面100a和100b两者之上，而在根据第一实施例的SSD 10的情况中NAND存储器被安装在表面100a上。
[0069]就是说，如图7B的平面图所示，SSD 10包括安装在表面100a上的温度传感器101，连接器102，控制单元103，八个NAND存储器104A到104H，以及DRAM 105A。另外，如仰视图7C所示，SSD10进一步包括安装在表面100b上的八个NAND存储器104I到104P和DRAM 105B。另外，每一部分的构造与第一实施例的相应构造相同，因此省略对其的说明。
[0070]设置在表面100a上的NAND 104A到104H和设置在表面100b上的NAND 104I到104P相对于PCB 100的长边的方向是被对称地安置。另外，NAND存储器104I到104P可以相对于PCB 100的短边的方向也被对称地安置。替代地，NAND存储器104I到104P也可以被安置成在其中NAND存储器104I到104P在表面100a和100b上旋转180度的状态。
[0071]根据本发明的第二实施例，因为NAND存储器104A到104P安装在SSD 10的两个表面上，所以可以增大PCB 100的每占用面积的存储容量。
[0072]另外，由于通过在SSD 10的两个表面对称地安置NAND存储器能够使整个SSD10的温度分布均匀，所以能够抑制由环境温度引起的SSD10的数据存储周期的减小。
[0073]其他实施例
[0074]另外，本发明并不局限于上述实施例，在不背离或改变本发明的实质和范围内可以进行种种修改。
[0075]如上具体所述，提供有一种能够测量位于半导体存储器和控制单元之间并且其温度高于PCB其他区域温度的区域的温度的信息处理设备和非易失性半导体存储装置。

Claims (8)

1.一种信息处理设备，其特征在于，包括
主体；
将外部空气吸入所述主体以利用气流冷却所述主体内部的冷却风扇；
设置在所述主体内且被用作外部存储装置的非易失性半导体存储装置，所述非易失性半导体存储装置包括：
印刷电路板；
安装在所述印刷电路板上的非易失性半导体存储器；
安装在所述印刷电路板上并且控制所述非易失性半导体存储器的存储控制器；和
安装在所述印刷电路板上并且检测所述非易失性半导体存储装置内的温度的温度传感器，
其中所述存储控制器被安置在所述气流的上游侧，所述温度传感器被安置在所述气流的下游侧。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，进一步包括主电路板，在所述主电路板上设置控制有执行处理的处理器，
其中所述非易失性半导体存储装置进一步包括与所述主电路板电连接的连接器，所述连接器相对于所述存储控制器被安置在所述气流的上游侧。
3.一种设置在信息处理设备内用作外部存储装置的非易失性半导体存储装置，其特征在于，所述非易失性半导体存储装置包括：
印刷电路板；
安装在所述印刷电路板上的非易失性半导体存储器；
安装在所述印刷电路板上并控制所述非易失性半导体存储器的存储控制器；和
安装在所述非易失性半导体存储器上位于所述非易失性半导体存储器和所述存储控制器之间并且检测所述非易失性半导体存储装置内的温度的温度传感器。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，进一步包括与外部元件电连接的连接器，所述连接器相对于所述存储控制器被安置在与所述非易失性半导体存储器相反的一侧。
5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述非易失性半导体存储器包括多个非易失性半导体存储组件，和
其中所述温度传感器被安置在被所述多个非易失性半导体存储组件和所述存储控制器包围的位置。
6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述温度传感器被安置在靠近所述印刷电路板的中间的位置，并且安置成与所述非易失性半导体存储器的长边和所述存储控制器的一侧相邻接。
7.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述非易失性半导体存储器包括安装在所述印刷电路板的一个表面上的多个多值NAND存储器模块。
8.一种设置在信息处理设备内用作外部存储装置的非易失性半导体存储装置，其特征在于，所述非易失性半导体存储装置包含：
印刷电路板；
安装在所述印刷电路板上并且包括多个非易失性半导体存储组件的非易失性半导体存储器；
安装在所述印刷电路板上并且控制所述非易失性半导体存储器的存储控制器；和
安装在所述印刷电路板上位于所述非易失性半导体存储器和所述存储控制器之间并且检测所述非易失性半导体存储装置内的温度的温度传感器，
其中每个所述非易失性半导体存储组件形成为具有长边和短边的形状，和
其中所述非易失性半导体存储组件被安排在所述印刷板上以使每个所述非易失性半导体存储组件的长边和短边的其中之一对齐。
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