[發(fā)明專利]存儲器設備耗損均衡技術

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201080065039.1
• 申請日: 2010-11-23
• 公開（公告）號: CN102792284A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設計）人: 尼馬爾·薩克塞納;霍華德·蔡;迪米特里·衛(wèi)士茨基;延·林
• 申請（專利權）人: 輝達公司
• 主分類號: G06F12/08
• 分類號: G06F12/08;G06F12/06
• 代理公司: 北京市磐華律師事務所 11336
• 代理人: 徐丁峰;魏寧

背景技術

各種類型的存儲器被設計用于大面積擦寫，通常被稱為閃存(flash?memory)。這樣的存儲器設備在工作壽命范圍內只能承受有限數(shù)量的擦除循環(huán)。閃存能夠承受并繼續(xù)可靠工作的擦除循環(huán)數(shù)量可被表達為存儲器設備的耐久性(endurance)。通常來說，目前閃存設備的給定存儲器單元在不能可靠工作之前可擦除次數(shù)在10,000到100,000之間。存儲器設備的耐久性可取決于用以制作該設備的半導體工藝以及該存儲器設備的架構。

閃存常見于各種傳統(tǒng)電子設備中。當超出閃存的耐久性后，閃存和/或包含該閃存的電子設備的性能可能受到不利影響，甚至停止工作。因而，總是需要改善諸如閃存的存儲器設備的耐久性。

發(fā)明內容

本技術的實施例是針對存儲器設備耗損均衡技術。在一個實施例中，耗損均衡方法包括將邏輯塊地址和該邏輯塊地址中指定多個邏輯頁面的長度轉譯為多個物理地址以訪問一個或多個存儲器設備。每個物理地址均包括設備地址、邏輯單元地址、塊地址和頁面地址。

在另一個實施例中，耗損均衡存儲器控制器發(fā)現(xiàn)一個或多個存儲器設備的持久(persistent)狀態(tài)。如果對于給定存儲器設備沒有發(fā)現(xiàn)持久狀態(tài)，則存儲器控制器還會為該給定存儲器設備的每個邏輯單元建立并緩存持久狀態(tài)參數(shù)。

附圖說明

本技術的實施例在以下附圖中以示例而非限定的方式加以說明，圖中相似的數(shù)字標注相似的元素，其中：

圖1顯示根據(jù)本技術的一個實施例的示范性存儲器設備的框圖。

圖2顯示根據(jù)本技術的一個實施例，包括一個或多個存儲器設備的示范性電子設備的框圖。

圖3顯示根據(jù)本技術的一個實施例，用于將邏輯地址轉譯為物理地址的方法的框圖。

圖4顯示根據(jù)本技術的一個實施例，初始化一個或多個存儲器設備的方法的流程圖。

具體實施方式

現(xiàn)在將對本技術的實施例進行詳細描述，其示例圖示于附圖中。需要說明，在結合這些實施例對本技術加以描述的時候，并不意圖將本發(fā)明限制在這些實施例上。相反的，本發(fā)明意圖覆蓋替代、更改和等效方案，這些可被包括在由隨附的權利要求書所定義的本發(fā)明的范圍內。此外，在隨后對本技術的詳細描述中，將列出大量特定的細節(jié)以提供對本技術的充分理解。然而，需要說明的是本技術可能在沒有這些特定細節(jié)的情況下得以實施。在另外一些示例中，并未對公知的方法、過程、組件和電路進行具體描述，以免引起對本技術各方面的不必要的混淆。

參照圖1，顯示了根據(jù)本技術一個實施例的示范性存儲器設備。該示范性存儲器設備230可以是塊可編程存儲器設備，例如閃存設備等。塊可編程存儲器設備包括大量排列成陣列的存儲器單元。存儲器單元陣列排列在一個或多個邏輯單元(LUN)110中。每個LUN?110由存儲器單元的交織(interleaved)物理塊120的集合組成。每個物理塊120均包括多個頁面130(例如，指定數(shù)目的存儲器單元)。在一種實現(xiàn)方案中，物理塊120可以包括2的指數(shù)個頁面(例如，32的倍數(shù)個頁面)。存儲器單元的頁面130可以包括預先設定的2的指數(shù)個存儲器單元(例如，存儲8的倍數(shù)個比特)。這些頁面可以從2千字節(jié)到512兆字節(jié)或者更多，典型大小是4千字節(jié)到64千字節(jié)。每個存儲器單元通常存儲一個或多個比特。例如，單層單元(single-level?cell，SLC)存儲一個比特的數(shù)據(jù)，而多層單元(multi-level?cell，MLC)可存儲兩個或多個比特的數(shù)據(jù)。

這樣的塊可編程存儲器的電路和存儲器單元架構使得新數(shù)據(jù)寫入塊可編程存儲器230的已擦除的物理塊120中。通常來說，如果數(shù)據(jù)要寫入已經包含數(shù)據(jù)的物理塊120中，則該物理塊120必須在新數(shù)據(jù)寫入前進行擦除。如果塊可編程存儲器230的塊120是由軟件直接寫入，那么不統(tǒng)一的地址模式可能導致跨存儲器230多個物理塊120的不規(guī)則數(shù)目的擦除。例如，如果一個地址模式被持續(xù)的寫入，那么擦除次數(shù)將最終超出給定物理塊120的耐久性限度。超出塊120的耐久性限度將會降低塊可編程存儲器設備230的工作壽命。

根據(jù)本技術的實施例，耗損均衡技術將軟件產生的邏輯地址映射到塊可編程存儲器設備的物理地址。該映射使得隨著時間的推移，無論軟件存取模式如何，塊可編程存儲器設備中的所有物理塊都得到幾乎相同數(shù)目的擦除循環(huán)。耗損均衡技術顯著提高了塊可編程存儲器設備的工作壽命。在一個實現(xiàn)方案中，為符合開放NAND閃存接口(ONFI)2.0規(guī)范的閃存設備應用損耗均衡技術。