[發明專利]非易失性存儲設備中的數據管理方法及非易失性存儲系統

有效

• 申請號: 200910145882.X
• 申請日: 2009-06-17
• 公開（公告）號: CN101639808B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: 張俊鎬;李辰華;鄭云在;崔相勛;金男勛
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: G06F12/00
• 分類號: G06F12/00;G06F13/00;G11C16/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 錢大勇

技術領域

本發明涉及非易失性存儲系統。更具體地，本發明涉及非易失性存儲系統中的數據管理方法。

背景技術

閃速存儲器被廣泛地用在計算機、存儲卡等中。近年來隨著便攜式信息設備(諸如蜂窩電話、PDA、數字照相機等等)的使用變得越來越廣泛，閃速存儲器已被用作替換傳統硬盤的存儲設備。上述移動設備可能需要大容量存儲設備以便提供各種功能(例如，記錄和/或重放全動視頻)。為滿足這樣的要求，已經開發出在一個存儲單元中存儲兩個或多個數據比特的多比特存儲設備。存儲多比特數據的存儲單元可以被稱為多電平單元(MLC)，而存儲1比特數據的存儲單元可以被稱為單電平單元(SLC)。在采用MLC配置的閃速存儲設備的情況下，可以增加可用容量，但是寫數據所花的時間也將增加。相反，在采用SLC配置的閃速存儲設備中，與MLC閃速存儲設備相比可用容量可能相對較低，但是與MLC閃速存儲設備相比寫數據所花的時間可以相對較短。也就是說，與采用MLC配置的閃速存儲設備相比，采用SLC配置的閃速存儲設備可以以相對較高的速度工作。此外，混合NAND閃速存儲設備已被開發，其可以能夠有選擇地使用MLC或SLC存儲單元。具體地，一些設備可以在單個封裝中包括SLC存儲器芯片和MLC存儲器芯片，以便改善性能和節省成本。例如，設備可以包括既相對較高速度和昂貴的非易失性存儲器(例如，SLC)又包括相對低速的和廉價的非易失性存儲器(例如，MLC)。在這樣的設備中，性能可能受數據寫入方法和數據管理方法的影響。一般說來，寫入速度相對較快的非易失性存儲器可以被頻繁地更新，并且相對小尺寸的熱數據可以被記錄在該非易失性存儲器里。相對慢的寫入速度的非易失性存儲器的降低的性能和/或擦除數限制可以由相對迅速的寫入速度的非易失性存儲器補償。

由于MLC技術的進步，3比特和4比特MLC存儲器已被開發出來。但是，當存儲在一個存儲單元中的比特數增加時，可能會出現問題。例如，非易失性存儲器的擦除計數可能減小。

與其他存儲器相比，閃速存儲器可以提供諸如相對低的成本且相對迅速的讀取速度的優點。然而，可能在將數據寫入閃速存儲器中之前進行擦除操作，并且要被寫(或編程)的數據的單元典型地小于要被擦除的數據的單元。這樣的特征可能使得難以使用閃速存儲器作為主存儲器。此外，當閃速存儲設備被用作輔助存儲設備時，這樣的特征可能妨礙硬盤的文件系統的直接使用。因此，可以使用閃速轉換層(FTL，Flash Translation Layer)來提供文件系統和閃速存儲器之間的兼容性。FTL可以執行將由文件系統產生的邏輯地址映射為要被擦除的閃速存儲器的物理地址的角色。典型的FTL技術可以是記錄(log)塊映射技術。記錄塊映射技術可以是使用有限數目的記錄塊作為寫入緩沖器的塊映射方法。FTL的上述地址映射功能可以使得主機能夠將閃速存儲器識別為硬盤驅動器(或SRAM)。這意味著，從主機的角度，可以按照與硬盤驅動器相同的方式來訪問閃速存儲器。

FTL的一個功能可以與映射技術有關。在下述文獻中公開了映射技術的例子：題為“FLASH FILE SYSTEM”的美國專利No.5,404,485；題為“METHOD OF DRIVING REMAPPING IN FLASH MEMORY AND FLASHMEMORY ARCHITECTURE SUITABLE THEREFOR”的美國專利No.6,381,176；題為“INCREMENTAL MERGE METHODS AND MEMORYSYSTEMS USING THE SAME”的美國專利No.7,529,879，這些公開通過引用而被合并于此。

發明內容

本發明的實施例提供可以提高包括不同的非易失性存儲器的存儲系統的速度和/或壽命的數據管理方法。

根據一些實施例，一種在包括第一存儲設備和第二存儲設備的存儲系統中管理數據的方法包括以預定的數據單元將數據編程到第一存儲設備中。例如，該數據可以被配置用于以扇區的單元傳送。被編程在第一存儲設備中的多個數據根據轉儲刷新(flush)順序以逐個組的方式被轉儲刷新到第二存儲設備的至少一個記錄塊中，其中多個數據中的數據被指派給分別具有不同的各自的轉儲刷新優先級的至少兩個不同的組。所述不同的組中的至少一個具有被指派給其的多個數據中的至少兩個單元的數據。

在一些實施例中，該多個數據可以是多個扇區數據，該多個扇區數據中的一個或多個可以根據其邏輯扇區號被包括在不同的組中的一個組中。例如，包括在相同的組中的多個扇區數據中的扇區數據可以具有與第二存儲設備的相同的數據塊對應的邏輯扇區號。