混合式存儲(chǔ)器管理的制作方法

專利名稱：混合式存儲(chǔ)器管理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般來(lái)說(shuō)涉及存儲(chǔ)器裝置，且明確地說(shuō)，本發(fā)明涉及管理存儲(chǔ)于具有單電 平存儲(chǔ)器單元存儲(chǔ)能力和多電平存儲(chǔ)器單元存儲(chǔ)能力的存儲(chǔ)器裝置中的數(shù)據(jù)。
背景技術(shù)：
通常提供存儲(chǔ)器裝置作為計(jì)算機(jī)或其它電子裝置中的內(nèi)部半導(dǎo)體集成電路。存在 許多不同類型的存儲(chǔ)器，包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存 儲(chǔ)器(DRAM)、同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SDRAM)和快閃存儲(chǔ)器。快閃存儲(chǔ)器裝置已發(fā)展成為用于廣泛的電子應(yīng)用的非易失性存儲(chǔ)器的普遍來(lái)源。 快閃存儲(chǔ)器裝置通常使用允許高存儲(chǔ)器密度、高可靠性和低功率消耗的單晶體管存儲(chǔ)器單 元?？扉W存儲(chǔ)器的常見(jiàn)使用包括個(gè)人計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)碼相機(jī)和蜂窩式電話。 程序代碼和系統(tǒng)數(shù)據(jù)(例如，基本輸入/輸出系統(tǒng)(BIOS))通常存儲(chǔ)于快閃存儲(chǔ)器裝置中 以供在個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中使用?？扉W存儲(chǔ)器通常利用稱為NOR快閃和NAND快閃的兩種基本架構(gòu)中的一者。所述名 稱從用于讀取所述裝置的邏輯而導(dǎo)出。在NAND類型的快閃存儲(chǔ)器陣列架構(gòu)中，存儲(chǔ)器陣列 的浮動(dòng)?xùn)艠O存儲(chǔ)器單元布置為行和列的矩陣。所述陣列的存儲(chǔ)器單元還一起布置成串(通 常為每串8個(gè)、16個(gè)、32個(gè)或更多個(gè))，其中所述串中的存儲(chǔ)器單元在共用源極線和列傳送 線(通常稱為位線)之間從源極到漏極地串聯(lián)連接在一起。接著，由行解碼器通過(guò)選擇連 接到一行浮動(dòng)?xùn)艠O存儲(chǔ)器單元的柵極的字線啟動(dòng)所述行而存取所述陣列。另外，還可將位 線驅(qū)動(dòng)為高或低，此取決于正執(zhí)行的當(dāng)前操作。隨著電子系統(tǒng)的性能和復(fù)雜度的增加，對(duì)系統(tǒng)中的額外存儲(chǔ)器的需要也增加。然 而，為持續(xù)減小系統(tǒng)的成本，期望保持部件計(jì)數(shù)低。此可通過(guò)經(jīng)由使用例如多電平單元 (MLC)的此類技術(shù)增加集成電路的存儲(chǔ)器密度來(lái)實(shí)現(xiàn)。舉例來(lái)說(shuō)，MLC NAND快閃存儲(chǔ)器為 具有成本效率的非易失性存儲(chǔ)器。多電平存儲(chǔ)器單元將數(shù)據(jù)狀態(tài)(例如，由位模式來(lái)表示)指派給存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器單 元上的特定范圍的閾值電壓(Vt)。單電平存儲(chǔ)器單元(SLC)準(zhǔn)許在每一存儲(chǔ)器單元上存 儲(chǔ)單一數(shù)據(jù)位。同時(shí)，MLC技術(shù)準(zhǔn)許每單元存儲(chǔ)兩個(gè)或兩個(gè)以上的位(例如，2、4、8、16個(gè) 位)，此取決于指派給所述單元的閾值電壓范圍的數(shù)量和在存儲(chǔ)器單元的壽命操作期間所 指派的閾值電壓范圍的穩(wěn)定性。閾值電壓范圍(例如，若干個(gè)電平)的數(shù)目(此有時(shí)稱為 Vt分布窗口)用于表示由N個(gè)位(為構(gòu)成的位模式。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)位可由兩個(gè)電 平來(lái)表示，兩個(gè)位可由四個(gè)電平來(lái)表示，三個(gè)位可由八個(gè)電平來(lái)表示等等。舉例來(lái)說(shuō)，可給單元指派屬于200mV的四個(gè)不同電壓范圍中的一者內(nèi)的Vt,每一 范圍用于表示對(duì)應(yīng)于由兩個(gè)位構(gòu)成的位模式的數(shù)據(jù)狀態(tài)。通常，在每一范圍之間維持0. 2V 到0.4V的凈區(qū)(此有時(shí)稱為容限)以使Vt分布不重疊。如果存儲(chǔ)于單元上的電壓在四個(gè) Vt分布中的第一個(gè)內(nèi)，那么所述單元在此情況下正存儲(chǔ)邏輯‘11’狀態(tài)且通常被視為所述 單元的經(jīng)擦除狀態(tài)。如果所述電壓在四個(gè)Vt分布中的第二個(gè)內(nèi)，那么所述單元在此情況下正存儲(chǔ)邏輯‘10’狀態(tài)。四個(gè)Vt分布中的第三分布中的電壓將指示所述單元在此情況下正 存儲(chǔ)邏輯‘00’狀態(tài)。最后，駐存于第四Vt分布中的Vt指示在所述單元中存儲(chǔ)邏輯‘01’ 狀態(tài)。存在與使用SLC或MLC存儲(chǔ)器相關(guān)聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。MLC存儲(chǔ)器通常被視為在存 儲(chǔ)器密度方面更具成本效率，舉例來(lái)說(shuō)，因?yàn)榕c常規(guī)上用于每單元存儲(chǔ)一個(gè)數(shù)據(jù)位的SLC 存儲(chǔ)器相比，MLC存儲(chǔ)器可在單一存儲(chǔ)器單元中存儲(chǔ)多個(gè)數(shù)據(jù)位。然而，常規(guī)SLC存儲(chǔ)器可 被寫入比常規(guī)MLC存儲(chǔ)器更多(例如，以數(shù)量級(jí)計(jì))的次數(shù)。舉例來(lái)說(shuō)，常規(guī)MLC存儲(chǔ)器的 特性在于在數(shù)據(jù)已擦除并重新寫入約10，000次之后，存儲(chǔ)器可變得遭受顯著的讀取和寫 入錯(cuò)誤。另一方面，常規(guī)SLC存儲(chǔ)器通?？刹脸⒅匦聦懭爰s100，000次，此后數(shù)據(jù)的可靠 性才開(kāi)始退化。這些密度和性能特性還應(yīng)用于不同類型的MLC陣列之間。當(dāng)今，存在具有 四個(gè)電平和八個(gè)電平的MLC裝置，同時(shí)正在研究更致密的存儲(chǔ)器。盡管具有更多電平的MLC 將比具有較少電平(較低密度)的MLC更具效率(較高密度)，但這些較高密度裝置可具 有超過(guò)較低密度裝置的性能懲罰?？蓪?gòu)造有SLC(兩電平)和MLC(兩個(gè)以上電平)的裝 置的情況一般化為具有多個(gè)存儲(chǔ)器陣列的裝置，每一者具有其自己的密度與性能折中。一 個(gè)實(shí)例為構(gòu)造有MLC(四電平)陣列和MLC(八電平)陣列的裝置。甚至可存在例如SLC、 MLC(四電平)和MLC(八電平)的兩個(gè)以上的存儲(chǔ)器陣列。常見(jiàn)命名慣例是將SLC存儲(chǔ)器 稱為MLC(兩電平)存儲(chǔ)器，因?yàn)镾LC存儲(chǔ)器利用兩個(gè)電平來(lái)存儲(chǔ)例如由0或1表示的一個(gè) 數(shù)據(jù)位。MLC存儲(chǔ)器經(jīng)配置以存儲(chǔ)可由MLC (四電平)表示的兩個(gè)數(shù)據(jù)位、由MLC (八電平) 表示的三個(gè)數(shù)據(jù)位等等。例如，與MLC(八電平)存儲(chǔ)器相比，MLC(四電平)存儲(chǔ)器單元因 每存儲(chǔ)器單元存儲(chǔ)較低數(shù)目的位而通常被稱為較低密度存儲(chǔ)器單元。與MLC(四電平)存 儲(chǔ)器相比，SLC(例如，MLC(兩電平))通常被稱為較低密度存儲(chǔ)器，諸如此類。出于上述原因，且出于以下所述的所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員在閱讀和理解本說(shuō)明書后 即刻便明了的其它原因，此項(xiàng)技術(shù)中需要適于管理對(duì)不同密度的存儲(chǔ)器(例如，SLC和MLC 存儲(chǔ)器)的利用以運(yùn)用與每一類型的存儲(chǔ)器相關(guān)聯(lián)的優(yōu)選操作特性的混合式存儲(chǔ)器裝置。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的存儲(chǔ)器模塊的功能性框圖。圖2是圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的多個(gè)操作的流程圖。圖3圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的存儲(chǔ)器裝置的一個(gè)存儲(chǔ)配置。圖4圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)據(jù)的移動(dòng)操作。圖5圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)據(jù)的寫入操作。圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有至少一個(gè)存儲(chǔ)器裝置的電子系統(tǒng)的功能性框 圖。
具體實(shí)施例方式在以下具體實(shí)施方式
中，參考了形成本發(fā)明的一部分的附圖。在圖式中，貫穿數(shù)個(gè) 視圖以相同數(shù)字描述大致相似的組件。充分詳細(xì)地描述這些實(shí)施例以使所屬領(lǐng)域的技術(shù)人 員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可利用其它實(shí)施例且可作出結(jié)構(gòu)、邏輯 和電的改變。因此，下文的詳細(xì)描述不應(yīng)視為具有限定性意義，且本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求書連同歸屬于所述權(quán)利要求書的等效內(nèi)容的全部范圍界定。如以上所論述，常規(guī)SLC和MLC存儲(chǔ)器兩者具有與其相關(guān)聯(lián)的正面屬性和負(fù)面屬 性。與MLC存儲(chǔ)器相比，SLC存儲(chǔ)器允許較快的寫入操作且可經(jīng)受更多寫入操作此后存儲(chǔ)器 單元的可靠性才開(kāi)始降級(jí)。然而，SLC存儲(chǔ)器并不像MLC存儲(chǔ)器一樣具有高效率，因?yàn)镸LC 存儲(chǔ)器可在每一存儲(chǔ)器單元上存儲(chǔ)多個(gè)數(shù)據(jù)位而SLC用于每單元僅存儲(chǔ)單一位。本發(fā)明的 各種實(shí)施例將更新頻繁的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于SLC存儲(chǔ)器中且將更新較不頻繁的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于MLC存 儲(chǔ)器中。此可用于增強(qiáng)存儲(chǔ)器裝置的效率和可靠性。雖然參考利用SLC和MLC存儲(chǔ)器揭示 了一些實(shí)施例，但各種實(shí)施例并不受此限制。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)實(shí)施例可利用SLC存儲(chǔ)器(有 時(shí)稱為MLC (兩電平)存儲(chǔ)器)和MLC (四電平)存儲(chǔ)器。另一實(shí)施例可利用MLC (四電平) 和MLC(八電平)存儲(chǔ)器。仍其它實(shí)施例可例如在同一存儲(chǔ)器裝置中利用例如SLC、MLC(四 電平)和MLC(八電平)存儲(chǔ)器的三個(gè)或三個(gè)以上存儲(chǔ)器陣列。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例， 其它組合是可能的。因此，所述實(shí)施例可在存儲(chǔ)器裝置中利用不同電平(例如，密度)存儲(chǔ) 器的組合?？山?jīng)由所謂邏輯塊地址(LBA)的抽象概念來(lái)存取非易失性存儲(chǔ)器裝置中的數(shù)據(jù)， 所述邏輯塊地址(LBA)并不界定數(shù)據(jù)物理上駐存于裝置中的所在。所述裝置還可具有物理 塊地址(PBA)，所述物理塊地址(PBA)界定物理位置但不界定或暗示此位置中保存什么數(shù) 據(jù)。在磁碟驅(qū)動(dòng)器中，物理塊地址翻譯為特定柱面、磁頭和扇區(qū)。在固態(tài)非易失性存儲(chǔ)器裝 置中，物理塊地址通常指代特定存儲(chǔ)器陣列中的特定存儲(chǔ)器塊地址。邏輯塊地址和物理塊 地址對(duì)于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已眾所周知。存儲(chǔ)器裝置維持將LBA映射到其所指派PBA的 查找表。具有SLC和MLC存儲(chǔ)器兩者的常規(guī)存儲(chǔ)器裝置將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于SLC存儲(chǔ)器或MLC存 儲(chǔ)器中。所述數(shù)據(jù)并不在SLC和MLC存儲(chǔ)器之間移動(dòng)。這與例如基于給定LBA的使用(例 如，所執(zhí)行的寫入操作的數(shù)目)而致使存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器裝置中的數(shù)據(jù)在SLC和MLC之間移動(dòng) 的本發(fā)明的各種實(shí)施例相反。此使用是針對(duì)根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的存儲(chǔ)器裝置的LBA 而確定(例如，追蹤)和維持的。本發(fā)明的各種實(shí)施例可能還預(yù)測(cè)給定LBA的使用并相應(yīng) 地將其指派給SLC或MLC存儲(chǔ)器。舉例來(lái)說(shuō)，許多文件系統(tǒng)保持用于將文件參考到LBA (例 如，文件分配表(FAT))的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，與此等結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的LBA更可能在每一文件寫入操作 期間經(jīng)受寫入操作。因此，與FAT相關(guān)聯(lián)的LBA可初始指派給SLC存儲(chǔ)器而非MLC存儲(chǔ)器。 其它實(shí)施例通過(guò)響應(yīng)于每一 LBA的實(shí)際經(jīng)追蹤使用而采取行動(dòng)來(lái)調(diào)整SLC或MLC存儲(chǔ)器中 的給定LBA的位置。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，LBA可在存儲(chǔ)器裝置的操作期間基于LBA的 實(shí)際使用而在SLC和MLC存儲(chǔ)器之間移動(dòng)，而無(wú)論如何初始指派LBA。圖1圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的存儲(chǔ)器裝置。圖1中的存儲(chǔ)器裝置已經(jīng)簡(jiǎn)化 而聚焦于本發(fā)明的各種實(shí)施例上。存儲(chǔ)器裝置100包含用于根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例控制 和管理存儲(chǔ)器裝置100的操作的控制器170，包括管理給SLC或MLC(或者在不同密度MLC 之間)存儲(chǔ)器的LBA的指派?？刂破?70可采取例如離散邏輯或狀態(tài)機(jī)的形式?？刂破?170還并入有用于與主機(jī)(例如，處理器110)通信的各種構(gòu)件。舉例來(lái)說(shuō)，控制器170可 并入有此項(xiàng)技術(shù)中眾所周知的通用串行總線(USB)、SATA、PATA、ATA8-ACS、SD、MMC、緊湊快 閃、存儲(chǔ)器棒、IEEE 1394或BA-NAND接口。SLC和MLC存儲(chǔ)器的物理?yè)p耗均衡還可由控制 器170來(lái)處置。存儲(chǔ)器裝置100還包含SLC存儲(chǔ)器陣列132和MLC存儲(chǔ)器陣列134。在一些實(shí)施例中，SLC 132和MLC 134存儲(chǔ)器可以是單獨(dú)的快閃存儲(chǔ)器芯片，而在其它實(shí)施例中，SLC和 MLC存儲(chǔ)器可含在一個(gè)芯片上。存儲(chǔ)器陣列132和134還可由不同密度的MLC存儲(chǔ)器構(gòu)成。 舉例來(lái)說(shuō)，陣列132可能是MLC (四電平)且陣列134可能是MLC (八電平)。圖1中圖解 說(shuō)明的SLC 132和MLC 134存儲(chǔ)器的每一者可進(jìn)一步由多個(gè)存儲(chǔ)器組和存儲(chǔ)器塊構(gòu)成。圖 1中顯示的SLC 132和MLC 134存儲(chǔ)器塊中的每一者可由多個(gè)存儲(chǔ)器芯片構(gòu)成。存儲(chǔ)器裝 置100的SLC和MLC存儲(chǔ)器的量(例如，容量)可相等或可不相等。在一些實(shí)施例中(例 如，包含SLC和MLC存儲(chǔ)器的單一芯片)中，SLC陣列和MLC陣列的大小可取決于針對(duì)給定 應(yīng)用的SLC存儲(chǔ)器對(duì)MLC存儲(chǔ)器的所要量來(lái)指派。在根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例中，圖1的 存儲(chǔ)器裝置可以是具有兩個(gè)SLC芯片和兩個(gè)MLC芯片的二路交錯(cuò)存儲(chǔ)器裝置。根據(jù)本發(fā)明 的各種實(shí)施例，SLC和MLC芯片的其它數(shù)量也是可能的。圖1的存儲(chǔ)器裝置還包括使用表136。所述使用表由控制器170利用以存儲(chǔ)存儲(chǔ) 器裝置100的各種LBA的使用數(shù)據(jù)(例如，所執(zhí)行的寫入操作)。舉例來(lái)說(shuō)，每當(dāng)在LBA上 執(zhí)行寫入操作時(shí)，所述LBA的相關(guān)聯(lián)使用數(shù)據(jù)將被更新。使用表136還可存儲(chǔ)使用信息(例 如，時(shí)間戳)，其指示與給定LBA已給寫入到的次數(shù)相比所述給定LBA何時(shí)被最后一次寫入 到。舉例來(lái)說(shuō)，可基于自從特定LBA被最后一次寫入到以來(lái)已過(guò)去多少時(shí)間(例如，分鐘， 天、月等等)而非基于其已寫入到的累積次數(shù)來(lái)影射LBA。除將時(shí)間戳指派給LBA以外，可 改為將LBA指派給時(shí)間群組。舉例來(lái)說(shuō)，指派給第一時(shí)間群組的LBA可表示在當(dāng)前月份中 使用的LBA而指派給第二時(shí)間群組的LBA可表示上一個(gè)月使用的LBA。根據(jù)各種實(shí)施例，使 用還可能包含追蹤在存儲(chǔ)器裝置加電時(shí)或在加電之后的特定時(shí)幀期間利用了哪些LBA。舉 例來(lái)說(shuō)，特定時(shí)幀還可遵循復(fù)位操作。可接著將這些LBA指派給較低密度(例如，SLC)存 儲(chǔ)器，較低密度(例如，SLC)存儲(chǔ)器通常可比較高密度(例如，MLC(四電平))存儲(chǔ)器更快 地存取。舉例來(lái)說(shuō)，此可改善啟動(dòng)性能，例如，減小引導(dǎo)加載操作期間的存取時(shí)間。存儲(chǔ)于 使用表136中的使用數(shù)據(jù)并不限于個(gè)別LBA的使用。還可存儲(chǔ)關(guān)于多個(gè)LBA或LBA范圍的 使用的使用數(shù)據(jù)。還可視需要而清除使用表。舉例來(lái)說(shuō)，連接到存儲(chǔ)器裝置100的主機(jī)110 可能發(fā)送指令清除使用表136的全部或部分的特定命令。使用表的實(shí)例顯示于圖1中的框 136 中。使用表136還可存儲(chǔ)于獨(dú)立組件(例如，具有易失性和非易失性存儲(chǔ)器部分中的 一者或兩者的集成電路裝置)中。對(duì)于具有易失性和非易失性存儲(chǔ)器兩者的實(shí)施例，易失 性存儲(chǔ)器可在存儲(chǔ)器裝置的操作期間維持當(dāng)前使用表。可接著將使用表從易失性存儲(chǔ)器周 期性地拷貝到非易失性存儲(chǔ)器。當(dāng)前使用表136還可在加電時(shí)加載到易失性存儲(chǔ)器中且在 存儲(chǔ)器裝置的減電期間傳送回到非易失性存儲(chǔ)器。其它實(shí)施例允許將使用表136數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 于存儲(chǔ)器裝置100的存儲(chǔ)器陣列132/134中。舉例來(lái)說(shuō)，使用表數(shù)據(jù)可連同(例如，附加 到)與LBA相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)一起存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器裝置中。在其它實(shí)施例中，使用表可存儲(chǔ)于SLC 132或MLC 134存儲(chǔ)器的專用位置中。圖1還圖解說(shuō)明耦合到處理器110的存儲(chǔ)器裝置100。存儲(chǔ)器裝置100借助接口 174耦合到處理器110，接口 174可包含多個(gè)總線和信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，由處理器所產(chǎn)生的控 制信號(hào)可通過(guò)控制總線172耦合到存儲(chǔ)器裝置。另外，圖中還顯示地址總線142和數(shù)據(jù)總 線162。接口 174可遵守以上所論述的接口協(xié)議(例如，USB、SATA、PATA等等)中的一者。圖2圖解說(shuō)明在實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例中由控制器170執(zhí)行的各種活動(dòng)中的一些活動(dòng)的流程圖。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器裝置的控制器確定LBA 200將被指派到存 儲(chǔ)器裝置100中的何處。如上文所論述，F(xiàn)AT表更可能頻繁地使用。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè) 實(shí)施例，存儲(chǔ)器裝置100的控制器170可將與FAT相關(guān)聯(lián)的LBA指派給SLC(例如，MLC(兩 電平)存儲(chǔ)器214。根據(jù)此實(shí)施例，還可將FAT LBA永久地指派(例如，固定到)給SLC存 儲(chǔ)器。在其它實(shí)施例中，控制器可將FAT LBA指派給MLC存儲(chǔ)器206且控制器170可基于使 用而移動(dòng)FAT表。因此，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，可將所有LBA初始地寫入到MLC存儲(chǔ)器206。在 其它實(shí)施例中，可將所有LBA初始地指派給SLC存儲(chǔ)器214。仍其它實(shí)施例可將具有待在其 上執(zhí)行的寫入操作的所有LBA指派給SLC存儲(chǔ)器。在這些實(shí)施例中，假如當(dāng)前正被寫入到 的LBA已經(jīng)指派給MLC存儲(chǔ)器，控制器170可確定正被寫入到的LBA最終應(yīng)指派給SLC存 儲(chǔ)器還是指派給MLC存儲(chǔ)器。控制器還在操作期間追蹤和維持(例如，更新)208/216存儲(chǔ)器裝置的LBA的使用 表數(shù)據(jù)。如果當(dāng)前指派給MLC存儲(chǔ)器的LBA的使用超出某一閾值210，那么控制器將嘗試將 與所述LBA相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)移動(dòng)到SLC存儲(chǔ)器212 (且將LBA重新指派給SLC存儲(chǔ)器212中 的位置)。在一個(gè)實(shí)施例中，此閾值可以是在給定LBA上執(zhí)行的1000次寫入操作。然而，所 述實(shí)施例不限于單一閾值。舉例來(lái)說(shuō)，所述閾值可以是在存儲(chǔ)器212上執(zhí)行的總寫入操作 的某一分?jǐn)?shù)。如果指派給MLC存儲(chǔ)器的所有LBA的使用保持低于所述閾值，那么這些LBA 將繼續(xù)被指派給MLC存儲(chǔ)器。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，每當(dāng)將LBA指派給SLC存儲(chǔ)器(從控制器214或因?yàn)橹概山oMLC 存儲(chǔ)器的LBA已超出某一閾值212)時(shí)，做出關(guān)于SLC存儲(chǔ)器218中是否保持充足數(shù)目的備 用位置的確定。期望備用位置允許在存儲(chǔ)器裝置上執(zhí)行數(shù)據(jù)處置和內(nèi)務(wù)處理功能。如果在 對(duì)SLC的當(dāng)前寫入操作發(fā)生之后所述SLC中將存在充足備用，那么不需要控制器采取進(jìn)一 步動(dòng)作且將LBA指派給SLC存儲(chǔ)器。然而，如果給SLC存儲(chǔ)器的LBA的當(dāng)前指派將導(dǎo)致SLC 存儲(chǔ)器中的剩余備用位置太少，那么控制器將執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例的數(shù)據(jù)管理功 能以便在SLC存儲(chǔ)器中保留最小數(shù)目的備用位置。舉例來(lái)說(shuō)，控制器將審查當(dāng)前指派給SLC 的每一 LBA的使用數(shù)據(jù)。無(wú)論哪個(gè)當(dāng)前指派給SLC存儲(chǔ)器的LBA具有與其相關(guān)聯(lián)的最少使 用，與所述LBA相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)都將被移動(dòng)到MLC存儲(chǔ)器220 (例如，下一較高密度存儲(chǔ)器)。 在利用時(shí)間戳來(lái)表示LBA的使用的實(shí)施例中，指派給SLC存儲(chǔ)器的當(dāng)前最少使用的LBA將 被移動(dòng)到MLC存儲(chǔ)器。根據(jù)一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例，如果LBA在特定時(shí)間周期內(nèi)尚未經(jīng)歷寫 入操作，那么可將數(shù)據(jù)移動(dòng)到更致密的存儲(chǔ)器(例如，從SLC移動(dòng)到MLC)。舉例來(lái)說(shuō)，如果 對(duì)應(yīng)LBA的時(shí)間戳指示所述LBA在一個(gè)月以上尚未被寫入到，那么將數(shù)據(jù)從MLC(四電平) 存儲(chǔ)器移動(dòng)到MLC(八電平)存儲(chǔ)器。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，其它持續(xù)時(shí)間是可能的。通過(guò)執(zhí)行與當(dāng)前指派給的SLC存儲(chǔ)器的最少使用的LBA相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)到MLC存儲(chǔ) 器220的移動(dòng)操作，在對(duì)SLC存儲(chǔ)器的當(dāng)前LBA寫入操作完成之后，SLC存儲(chǔ)器中應(yīng)保持充 足量的備用位置。根據(jù)一些實(shí)施例，控制器還可在當(dāng)前指派給SLC存儲(chǔ)器的最少使用的LBA 超出某一量的情況下防止對(duì)SLC存儲(chǔ)器的寫入操作繼續(xù)進(jìn)行。在此情形下，可能將被防止 指派給SLC存儲(chǔ)器的LBA改為指派給MLC存儲(chǔ)器。當(dāng)將與LBA相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)從SLC移動(dòng)到 MLC 220或者從MLC移動(dòng)到SLC 212時(shí)，至少根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例不遞增與所述LBA相 關(guān)聯(lián)的使用數(shù)據(jù)。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例正發(fā)生與LBA相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)在MLC和SLC存儲(chǔ)器內(nèi)或之間的移動(dòng)時(shí)，控制器170還可在存儲(chǔ)器裝置上執(zhí)行物理?yè)p耗均衡操作。舉例來(lái)說(shuō)，指派給 MLC存儲(chǔ)器的LBA可能被重新指派給也位于MLC存儲(chǔ)器中的另一 PBA。因此，在不在存儲(chǔ)器 區(qū)域的同一物理存儲(chǔ)器單元上執(zhí)行所有寫入操作的情況下，LBA保持在存儲(chǔ)器(例如，MLC 或SLC)的所要區(qū)域中。還在存儲(chǔ)器的SLC區(qū)域上執(zhí)行類似的物理?yè)p耗均衡。圖3到圖5圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的數(shù)據(jù)移動(dòng)和寫入操作。圖3圖解說(shuō)明 存儲(chǔ)器裝置300的二路交錯(cuò)實(shí)施例。此配置允許兩個(gè)存儲(chǔ)器芯片共享大的數(shù)據(jù)片。然而， 根據(jù)本發(fā)明的存儲(chǔ)器裝置并不限于二路交錯(cuò)配置。顯示圖3的存儲(chǔ)器裝置300具有控制器 302,SLC存儲(chǔ)器306、MLC存儲(chǔ)器308以及將SLC和MLC存儲(chǔ)器耦合到控制器304的數(shù)據(jù)總 線。在圖3中顯示的實(shí)施例中，SLC存儲(chǔ)器306包含兩個(gè)快閃SLC存儲(chǔ)器集成電路(例如， 芯片)310/312。圖3中顯示的存儲(chǔ)器裝置300的MLC存儲(chǔ)器308包含兩個(gè)快閃MLC存儲(chǔ)器 芯片314/316。其它實(shí)施例具有例如不同數(shù)目的SLC和MLC芯片。圖3中的存儲(chǔ)器裝置已 經(jīng)簡(jiǎn)化而聚焦于本發(fā)明的實(shí)施例上。如所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知，存儲(chǔ)器裝置300中可包 括其它組件。圖3顯示SLC存儲(chǔ)器306中的位置322連同其經(jīng)指派LBA和相應(yīng)使用數(shù)據(jù)。如關(guān) 于圖1所論述，使用數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)于與所述LBA相關(guān)聯(lián)的位置中或者可存儲(chǔ)于不同位置136 中。圖3的實(shí)施例圖解說(shuō)明其中四個(gè)LBA先前已指派給SLC存儲(chǔ)器的實(shí)施例。其它實(shí)施例 僅在任何給定時(shí)間才具有指派給MLC存儲(chǔ)器的LBA。在圖3中所示的本發(fā)明實(shí)施例中，備用 SLC位置的最小數(shù)目為2。然而，本發(fā)明的實(shí)施例并不限于維持兩個(gè)備用位置。圖4圖解說(shuō)明其中將LBA指派給SLC存儲(chǔ)器的操作，如圖2的框214中所示。在 此實(shí)例中，執(zhí)行移動(dòng)操作以為新數(shù)據(jù)騰出空間且以便在SLC存儲(chǔ)器306中維持所需的兩個(gè) 備用位置。再次參考圖2，將與具有最低使用的LBA相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)移動(dòng)220到MLC存儲(chǔ)器 以在SLC存儲(chǔ)器306中維持最小數(shù)目的備用位置。在此實(shí)例中，將與LBA = 2 (具有USAGE =1)(所述LBA被指派給位置322)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)移動(dòng)418到MLC存儲(chǔ)器308。圖5圖解 說(shuō)明LBA = 7上的寫入操作520，其中將相關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)寫入到SLC存儲(chǔ)器306。寫入操作520 和移動(dòng)操作418可以任何次序執(zhí)行。所述實(shí)施例并非限于移動(dòng)操作418必需發(fā)生在寫入操 作520之前。如圖5中所圖解說(shuō)明，兩個(gè)所需備用存儲(chǔ)器位置中的一者已有效地重新定位 于SLC存儲(chǔ)器中。然而，在完成寫入操作520后，即刻將兩個(gè)所需備用位置顯示為仍存在于 SLC存儲(chǔ)器306中。應(yīng)注意，根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，可能有比圖3到圖5中所示的更多 的存儲(chǔ)器位置和LBA。另外，根據(jù)各種實(shí)施例的移動(dòng)操作還可涉及將一定數(shù)目的LBA連同其 使用曾被用來(lái)確定期望移動(dòng)操作的LBA —起移動(dòng)。舉例來(lái)說(shuō)，根據(jù)一些實(shí)施例，如果存儲(chǔ)器 的任何存儲(chǔ)器段具有與邏輯塊的多次存取(例如，4LBA、8LBA等等)最有效一起使用的架 構(gòu)，那么即使LBA使用正通過(guò)單一 LBA來(lái)追蹤，各種實(shí)施例可移動(dòng)這些各種大小的LBA的群 組。舉例來(lái)說(shuō)，如果已確定LBA= 1將被移動(dòng)，那么根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例還可在同一操 作期間移動(dòng)LBA 2、3和4。再次參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例可并入有具有標(biāo)準(zhǔn)接口 174的存儲(chǔ)器裝置 100，標(biāo)準(zhǔn)接口 174用以耦合存儲(chǔ)器裝置與例如處理器110的主機(jī)。存在例如那些適于硬盤 驅(qū)動(dòng)器(HDD)的各種類型的標(biāo)注接口。舉例來(lái)說(shuō)，SATA和PATA都是常見(jiàn)的HDD接口。此 項(xiàng)技術(shù)中也存在額外標(biāo)準(zhǔn)非HDD特有接口，例如USB和SD接口。采用這些和其它標(biāo)準(zhǔn)接口 的本發(fā)明的實(shí)施例可與已適于利用這些接口的當(dāng)前存在的處理器和控制器一起使用。
在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，接口 174和控制器170經(jīng)配置以仿效標(biāo)準(zhǔn)HDD接 口和協(xié)議。通常，HDD含有高速緩沖存儲(chǔ)器(例如，RAM)和旋轉(zhuǎn)磁性媒體兩者。與典型HDD 介接的主機(jī)將決定需要將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于HDD數(shù)據(jù)高速緩沖存儲(chǔ)器中還是存儲(chǔ)于磁性媒體上。 舉例來(lái)說(shuō)，F(xiàn)AT通常將由主機(jī)存儲(chǔ)于HDD數(shù)據(jù)高速緩沖存儲(chǔ)器中，因?yàn)镕AT很可能被頻繁地 更新。主機(jī)將較不可能被更新的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于磁性媒體上。根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，主機(jī) 110并不知道存儲(chǔ)器裝置100并非是典型HDD且因此在與存儲(chǔ)器裝置100通信時(shí)利用標(biāo)準(zhǔn) HDD命令。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，控制器170經(jīng)配置以從主機(jī)接收數(shù)據(jù)和指令并相應(yīng)地引 導(dǎo)SLC 132和/或MLC 134存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)。舉例來(lái)說(shuō)，主機(jī)認(rèn)為是正存儲(chǔ)于HDD數(shù)據(jù)高 速緩沖存儲(chǔ)器中的FAT表將由控制器170改為存儲(chǔ)于SLC存儲(chǔ)器132中。將主機(jī)110打算 存儲(chǔ)于HDD的磁性媒體上的數(shù)據(jù)(例如，較不頻繁更新的數(shù)據(jù))存儲(chǔ)于MLC存儲(chǔ)器134中。 根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，控制器170可接著更新使用表136并在LBA上執(zhí)行操作，例如參 考圖2所論述的那些操作。舉例來(lái)說(shuō)，關(guān)于圖2的決策框210，假定LBA的使用值超出某一 特定值，那么可將與指派給MLC存儲(chǔ)器134的LBA相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)移動(dòng)到SLC存儲(chǔ)器132 (且 LBA被重新指派給SLC中的對(duì)應(yīng)位置)。存在類似于以上描述的具有RAM高速緩沖存儲(chǔ)器和旋轉(zhuǎn)磁性媒體的的標(biāo)準(zhǔn)HDD 接口和協(xié)議的另一 HDD接口和協(xié)議。此接口和協(xié)議描述于由T13技術(shù)委員會(huì)維持的 "ATA8-ACS的非易失性高速緩沖存儲(chǔ)器命令提議(Non Volatile Cache CommandProposal for ATA8-ACQ ”中。所述ATA8-ACS提議論述與如上所論述的具有旋轉(zhuǎn)媒體且還具有非易 失性高速緩沖存儲(chǔ)器而非易失性(例如，RAM)高速緩沖存儲(chǔ)器的傳統(tǒng)HDD裝置的介接。本 發(fā)明的各種實(shí)施例還可利用所提議的ATA8-ACS協(xié)議。舉例來(lái)說(shuō)，主機(jī)110可根據(jù)ATA8-ACS 協(xié)議通過(guò)使用非易失性高速緩沖存儲(chǔ)器命令來(lái)指示數(shù)據(jù)將存儲(chǔ)于主機(jī)110認(rèn)為是非易失 性高速緩沖存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)器中。根據(jù)各種實(shí)施例中的一者或一者以上，控制器170解釋 ATA8-ACS命令且將數(shù)據(jù)引導(dǎo)到存儲(chǔ)器裝置100的SLC(例如，最低密度)存儲(chǔ)器132。主機(jī) 110引導(dǎo)以存儲(chǔ)于主機(jī)110認(rèn)為是旋轉(zhuǎn)磁性媒體的媒體上的數(shù)據(jù)將改為由控制器170引導(dǎo) 到存儲(chǔ)器裝置100的MLC(例如，較高密度)存儲(chǔ)器134。根據(jù)ATA8-ACS協(xié)議，主機(jī)110可 使一個(gè)或一個(gè)以上LBA固定到主機(jī)110認(rèn)為是存儲(chǔ)器裝置的非易失性高速緩沖存儲(chǔ)器部分 的存儲(chǔ)器部分。根據(jù)各種實(shí)施例，將使這些LBA固定到根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的存儲(chǔ)器裝置 100的SLC存儲(chǔ)器132或最低密度存儲(chǔ)器。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，主機(jī)110可知道存儲(chǔ)器裝置100的真實(shí)性質(zhì)(例如，快 閃存儲(chǔ)器)。在此實(shí)施例中，主機(jī)可維持存儲(chǔ)器裝置的使用表并指令存儲(chǔ)器裝置控制器170 執(zhí)行如先前論述的和如圖2中所顯示的各種實(shí)施例的各種操作。舉例來(lái)說(shuō)，主機(jī)110可基于 待存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的性質(zhì)而指令存儲(chǔ)器裝置100將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器裝置的SLC存儲(chǔ)器132中。 舉例來(lái)說(shuō)，主機(jī)110可由于對(duì)存儲(chǔ)器裝置100的FAT的頻繁更新的可能性而將所述FAT指派 214為存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器裝置100的SLC存儲(chǔ)器132中。主機(jī)110還可由于將不頻繁使用(例 如，寫入到)LBA的可能性而將數(shù)據(jù)引導(dǎo)206為存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器裝置的MLC存儲(chǔ)器中。主機(jī)還 可將指示數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器裝置100中的既定目的地(例如，SLC或MLC)的指示符(例如，旗 標(biāo))連同待存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)一起發(fā)送到控制器170。根據(jù)各種實(shí)施例，主機(jī)可將所有LBA指派給SLC存儲(chǔ)器、將所有LBA指派給MLC存 儲(chǔ)器或者可基于數(shù)據(jù)的性質(zhì)而動(dòng)態(tài)地決定給定LBA將被指派的所在。舉例來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)的性質(zhì)可指代待與給定LBA相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的已知或預(yù)期使用頻率。無(wú)論LBA是指派給SLC、MLC 或者動(dòng)態(tài)地指派，根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，可在LBA上執(zhí)行圖2中所圖解說(shuō)明的操作。舉 例來(lái)說(shuō)，對(duì)MLC存儲(chǔ)器134的移動(dòng)操作220可發(fā)生以在SLC存儲(chǔ)器132中維持充足量的備 用位置218。主機(jī)作出的執(zhí)行這些操作的決策可基于如由主機(jī)110所維持的使用表數(shù)據(jù)而 作出。主機(jī)110還可詢問(wèn)關(guān)于存儲(chǔ)器裝置100中所含的SLC和MLC存儲(chǔ)器的量的情況。本 發(fā)明的實(shí)施例還可利用能夠配置為完全SLC、完全MLC或者SLC和MLC存儲(chǔ)器兩者的組合的 存儲(chǔ)器裝置。主機(jī)可進(jìn)一步詢問(wèn)關(guān)于配置為稱為SLC和MLC存儲(chǔ)器的組合的裝置中的SLC 和MLC存儲(chǔ)器之間的分離。額外實(shí)施例允許存儲(chǔ)器裝置控制器170或主機(jī)110維持指向SLC 132存儲(chǔ)器的指 針而非利用使用表136。指針對(duì)于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員為眾所周知的。根據(jù)這些實(shí)施例，使 用行進(jìn)穿過(guò)SLC 132存儲(chǔ)器空間的單一指針。當(dāng)需要SLC存儲(chǔ)器132中的新位置時(shí)，咨詢 指針且接著將當(dāng)前在由所述指針?biāo)鶇⒖嫉奈恢弥械腟LC數(shù)據(jù)重新映射并移動(dòng)到MLC存儲(chǔ)器 134。接著用待存儲(chǔ)于SLC存儲(chǔ)器132中的新數(shù)據(jù)來(lái)蓋寫由所述指針?biāo)鶇⒖嫉腟LC位置，且 所述指針行進(jìn)到下一 SLC存儲(chǔ)器132位置。這些實(shí)施例還可使存儲(chǔ)器裝置或主機(jī)認(rèn)為適合 于保持在SLC存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)固定到SLC(例如，F(xiàn)AT)。圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有至少一個(gè)存儲(chǔ)器裝置的電子系統(tǒng)的功能性框圖。 圖6中圖解說(shuō)明的存儲(chǔ)器裝置600耦合到處理器610。處理器610可以是微處理器或某種 其它類型的控制電路。存儲(chǔ)器裝置600和處理器610形成電子系統(tǒng)620的一部分。存儲(chǔ)器 裝置600已經(jīng)簡(jiǎn)化而聚焦于存儲(chǔ)器裝置的有助于理解本發(fā)明的實(shí)施例的特征上。存儲(chǔ)器裝置600包括可布置成行和列的組的存儲(chǔ)器單元陣列630。存儲(chǔ)器陣列630 包含具有不同密度的至少兩個(gè)存儲(chǔ)器陣列632/634。舉例來(lái)說(shuō)，存儲(chǔ)器陣列段632可以是 SLC或MLC(四電平)存儲(chǔ)器且存儲(chǔ)器陣列段634可以是MLC(八電平)存儲(chǔ)器。根據(jù)一個(gè) 或一個(gè)以上實(shí)施例，這些存儲(chǔ)器單元為快閃存儲(chǔ)器單元。每一陣列632/634可由多個(gè)存儲(chǔ) 器單元組和存儲(chǔ)器單元塊組成。地址緩沖器電路640經(jīng)提供以鎖存提供于地址輸入連接AO-Ax 642上的地址信 號(hào)。地址信號(hào)由行解碼器644及列解碼器646接收及解碼以存取存儲(chǔ)器陣列630。所屬領(lǐng) 域的技術(shù)人員將受益于本描述而了解，地址輸入連接的數(shù)目取決于存儲(chǔ)器陣列630的密度 及架構(gòu)。也就是說(shuō)，地址的數(shù)目隨著增加的存儲(chǔ)器單元計(jì)數(shù)和增加的組和塊計(jì)數(shù)而增加。存儲(chǔ)器裝置600通過(guò)使用感測(cè)/數(shù)據(jù)高速緩沖存儲(chǔ)器電路650來(lái)感測(cè)存儲(chǔ)器陣列 列的電壓或電流改變而讀取存儲(chǔ)器陣列630中的數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，感測(cè)/數(shù)據(jù)高速 緩沖存儲(chǔ)器電路650經(jīng)耦合以從存儲(chǔ)器陣列630讀取和鎖存一行數(shù)據(jù)。包括數(shù)據(jù)輸入和輸 出緩沖器電路660以用于經(jīng)由多個(gè)數(shù)據(jù)連接662而與處理器610進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)通信。提供 寫入電路655以將數(shù)據(jù)寫入到存儲(chǔ)器陣列630?？刂齐娐?70進(jìn)一步顯示為耦合到使用表塊660。根據(jù)本發(fā)明的各種實(shí)施例，使用 表660存儲(chǔ)與存儲(chǔ)器陣列630的LBA的使用有關(guān)的數(shù)據(jù)。使用表塊660可以是利用圖6中 所示的易失性存儲(chǔ)器674和非易失性存儲(chǔ)器676兩者的單獨(dú)的存儲(chǔ)器裝置。然而，本發(fā)明 的各種實(shí)施例并不受此限制。其它實(shí)施例可利用存儲(chǔ)器陣列630來(lái)存儲(chǔ)LBA的使用數(shù)據(jù)。 使用數(shù)據(jù)可駐存于存儲(chǔ)器陣列630的專用位置中或者可存儲(chǔ)于對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)器陣列630中的 LBA的位置中。
控制電路670經(jīng)配置以部分地實(shí)施本發(fā)明的各種實(shí)施例的特征。在一個(gè)實(shí)施例 中，控制電路670可利用狀態(tài)機(jī)。根據(jù)一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)施例，控制電路670、地址電路640、 I/O電路660、行解碼644、寫入/擦除655、列解碼646和感測(cè)/數(shù)據(jù)高速緩沖存儲(chǔ)器650 功能塊可包含圖1中所示的控制器170。處理器610可經(jīng)由命令總線672將控制信號(hào)和命 令發(fā)送到存儲(chǔ)器裝置600。命令總線672可以是離散信號(hào)或者可由多個(gè)信號(hào)(例如，命令總 線)構(gòu)成。這些命令信號(hào)672用于控制存儲(chǔ)器陣列630上的操作，包括數(shù)據(jù)讀取、數(shù)據(jù)寫入 (編程)和擦除操作。命令總線672、地址總線642和數(shù)據(jù)總線662可全部組合或可部分地 組合以形成一定數(shù)目的標(biāo)準(zhǔn)接口 678。舉例來(lái)說(shuō)，存儲(chǔ)器裝置600和處理器610之間的接口 678可以是通用串行總線(USB)接口。接口 678還可以是與許多硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD) —起使 用的標(biāo)準(zhǔn)接口。舉例來(lái)說(shuō)，所述接口可采取SATA或PATA接口的形式。其它HDD接口為所 屬領(lǐng)域的技術(shù)人員已知?？偨Y(jié)本發(fā)明的各種實(shí)施例提供用于基于將存儲(chǔ)于具有SLC和MLC存儲(chǔ)器兩者的混合式 存儲(chǔ)器裝置中的邏輯塊地址的經(jīng)追蹤使用來(lái)管理所述邏輯塊地址的方法。本發(fā)明還揭示一 種經(jīng)配置以執(zhí)行多個(gè)邏輯塊地址管理操作的設(shè)備，其中所述操作是響應(yīng)于存儲(chǔ)于混合式存 儲(chǔ)器裝置中的邏輯塊地址的經(jīng)追蹤使用而執(zhí)行的。雖然本文中已圖解說(shuō)明和描述了特定實(shí)施例，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解經(jīng)計(jì) 算以實(shí)現(xiàn)同一目的的任何布置可替代所顯示的特定實(shí)施例。此申請(qǐng)案打算涵蓋本發(fā)明的任 何改動(dòng)或變化。因此，明確地打算本發(fā)明僅由所附權(quán)利要求書及其等效內(nèi)容限制。
權(quán)利要求
1.一種用于管理存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器裝置上的數(shù)據(jù)的方法，所述存儲(chǔ)器裝置包含每一存儲(chǔ)器 單元具有第一密度的第一存儲(chǔ)器單元陣列和每一存儲(chǔ)器單元具有第二密度的第二存儲(chǔ)器 單元陣列，所述方法包含確定與所述存儲(chǔ)器裝置的邏輯地址相關(guān)聯(lián)的使用；以及至少部分地基于所述使用，將與所述邏輯地址相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于所述第一存儲(chǔ)器單 元陣列和所述第二存儲(chǔ)器單元陣列中的一者中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使用包含針對(duì)所述邏輯地址執(zhí)行的寫入操作的數(shù)目。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一存儲(chǔ)器陣列包含經(jīng)配置以每存儲(chǔ)器單元 存儲(chǔ)第一數(shù)目的位的MLC存儲(chǔ)器單元，且所述第二存儲(chǔ)器陣列包含經(jīng)配置以每存儲(chǔ)器單元 存儲(chǔ)第二數(shù)目的位的MLC存儲(chǔ)器單元，且其中所述第二數(shù)目大于所述第一數(shù)目。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含將與所述存儲(chǔ)器裝置的邏輯地址相關(guān)聯(lián) 的所述使用存儲(chǔ)于所述存儲(chǔ)器裝置的使用表中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其進(jìn)一步包含維持與所述邏輯地址相關(guān)聯(lián)的所述使 用，其中維持與所述邏輯地址相關(guān)聯(lián)的所述使用包含響應(yīng)于針對(duì)所述邏輯地址執(zhí)行的寫入 操作而更新所述使用表。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述使用包含對(duì)應(yīng)于針對(duì)所述邏輯地址執(zhí)行的寫 入操作的最近發(fā)生的時(shí)間戳。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)一步包含使邏輯地址與所述第一存儲(chǔ) 器陣列和所述第二存儲(chǔ)器陣列中其中將存儲(chǔ)所述數(shù)據(jù)的一者中的物理位置相關(guān)聯(lián)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中確定使用包含預(yù)測(cè)未來(lái)使用。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含將所述數(shù)據(jù)初始存儲(chǔ)于所述第一存儲(chǔ)器 陣列和所述第二存儲(chǔ)器陣列中的一者中。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包含至少部分地基于與所述邏輯地址相關(guān) 聯(lián)的使用而將存儲(chǔ)于所述第二存儲(chǔ)器陣列中的數(shù)據(jù)移動(dòng)到所述第一存儲(chǔ)器陣列。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)的所述使用至少部分地基于是否在所 述存儲(chǔ)器裝置加電后的特定時(shí)幀期間存取所述數(shù)據(jù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中確定與邏輯地址相關(guān)聯(lián)的使用進(jìn)一步包含確定 與邏輯地址相關(guān)聯(lián)的使用，其中至少部分地響應(yīng)于待與存儲(chǔ)器中的邏輯位置相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù) 的所確定性質(zhì)而確定所述使用；以及至少部分地基于所述性質(zhì)，將所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于所述第 一存儲(chǔ)器單元陣列和所述第二存儲(chǔ)器單元陣列中的一者中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)的所述性質(zhì)為所述數(shù)據(jù)的使用的頻率。
14.一種存儲(chǔ)器裝置，其包含第一存儲(chǔ)器單元陣列，每一存儲(chǔ)器單元具有第一密度； 第二存儲(chǔ)器單元陣列，每一存儲(chǔ)器單元具有第二密度；以及控制電路，其中所述控制電路經(jīng)配置以確定所述存儲(chǔ)器裝置中的邏輯地址的使用數(shù)據(jù) 并至少部分地基于所述使用而將與所述邏輯地址相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于所述第一存儲(chǔ)器單 元陣列和所述第二存儲(chǔ)器單元陣列中的一者中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述使用數(shù)據(jù)包含已在所述邏輯地址上 執(zhí)行的寫入操作的數(shù)目。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述控制電路進(jìn)一步經(jīng)配置以在所述第 一存儲(chǔ)器單元陣列和所述第二存儲(chǔ)器單元陣列上執(zhí)行損耗均衡操作。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述使用數(shù)據(jù)包含數(shù)據(jù)使得可根據(jù)所述 使用數(shù)據(jù)確定自從在所述邏輯地址上執(zhí)行最近的寫入操作以來(lái)已逝去的時(shí)間。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述控制電路進(jìn)一步經(jīng)配置以執(zhí)行以下 操作在所述第一存儲(chǔ)器單元陣列上或在所述第二存儲(chǔ)器單元陣列上選擇性地執(zhí)行寫入操 作；以及至少部分地基于在每一邏輯地址上執(zhí)行的寫入操作的數(shù)目而將所述邏輯地址指派 給物理存儲(chǔ)位置，并在寫入操作的所述數(shù)目超出閾值的情況下將邏輯地址重新指派給所述 第一存儲(chǔ)器單元陣列。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述控制電路進(jìn)一步經(jīng)配置以至少部分 地響應(yīng)于從耦合到所述存儲(chǔ)器裝置的所述控制電路的主機(jī)所接收的命令而將數(shù)據(jù)寫入到 所述第一存儲(chǔ)器單元陣列或?qū)懭氲剿龅诙鎯?chǔ)器單元陣列。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的存儲(chǔ)器裝置，其中所述控制電路進(jìn)一步經(jīng)配置以在所述第 二存儲(chǔ)器單元陣列中有位置可用的情況下通過(guò)以下操作而在所述第一存儲(chǔ)器單元陣列中 維持至少特定數(shù)目的備用位置將與在其上執(zhí)行了最低數(shù)目的寫入操作的邏輯地址相關(guān)聯(lián) 的數(shù)據(jù)移動(dòng)到所述第二存儲(chǔ)器單元陣列；或?qū)⑴c在長(zhǎng)于特定周期內(nèi)尚未對(duì)其執(zhí)行寫入操作 的邏輯地址相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)移動(dòng)到所述第二存儲(chǔ)器單元陣列。
全文摘要
本發(fā)明揭示用于管理利用單電平存儲(chǔ)器單元和多電平存儲(chǔ)器單元的混合式存儲(chǔ)器裝置中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的方法和設(shè)備?？苫谒鶊?zhí)行的寫入操作的頻率而在單電平存儲(chǔ)器單元和多電平存儲(chǔ)器單元之間分布邏輯地址。可通過(guò)各種方法來(lái)確定對(duì)應(yīng)于存儲(chǔ)器中的邏輯地址的數(shù)據(jù)的初始存儲(chǔ)，包括將所有數(shù)據(jù)初始寫入到單電平存儲(chǔ)器或?qū)⑺袛?shù)據(jù)初始寫入到多電平存儲(chǔ)器。其它方法準(zhǔn)許主機(jī)基于預(yù)期使用而將邏輯地址寫入引導(dǎo)到單電平存儲(chǔ)器單元或多電平存儲(chǔ)器單元。
文檔編號(hào)G06F12/00GK102047230SQ200980119526
公開(kāi)日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2009年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月28日
發(fā)明者威廉·H·德雷克, 約翰·蓋爾德曼, 邁克爾·默里, 馬丁·朗納·富魯耶爾姆 申請(qǐng)人:美光科技公司