[發明專利]指令執行方法、存儲器控制器與存儲器儲存裝置

有效

• 申請號: 201110200389.0
• 申請日: 2011-07-18
• 公開（公告）號: CN102890653A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 葉志剛
• 申請（專利權）人: 群聯電子股份有限公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 臧建明

技術領域

本發明涉及一種指令執行方法，尤其涉及一種在存儲器儲存裝置中執行來自于主機系統的多個寫入指令的指令執行方法及使用此方法的存儲器控制器與存儲器儲存裝置。

背景技術

數碼相機、手機與MP3在這幾年來的成長十分迅速，使得消費者對儲存媒體的需求也急速增加。由于可復寫式非易失性存儲器(rewritable?non-volatile?memory)具有數據非易失性、省電、體積小、無機械結構、讀寫速度快等特性，最適于可攜式電子產品，例如筆記本式計算機。固態硬盤就是一種以閃速存儲器模組作為儲存媒體的儲存裝置。因此，近年閃速存儲器產業成為電子產業中相當熱門的一環。

可復寫式非易失性存儲器具有多個實體區塊(physical?block)，且每一實體區塊具有多個實體頁面(physical?page)，其中在實體區塊中寫入數據時必須依據實體頁面的順序依序地寫入數據。此外，已被寫入數據的實體頁面必需先被抹除后才能再次用于寫入數據。特別是，實體區塊為抹除的最小單位，并且實體頁面為編程(亦稱寫入)的最小單元。因此，一般來說，在可復寫式非易失性存儲器模組的管理中，實體區塊至少會被區分為數據區(data?area)與閑置區(free?area)。

數據區的實體區塊(亦稱為數據實體區塊)是用以儲存主機系統所儲存的數據。具體來說，存儲器管理電路會將主機系統所存取的邏輯存取地址轉換為邏輯區塊的邏輯頁面并且將邏輯區塊的邏輯頁面映射至數據區的實體區塊的實體頁面。也就是說，在閃速存儲器模組的管理中，數據區的實體區塊是被視為已被使用的實體區塊(例如，已儲存主機系統所寫入的數據)。例如，存儲器管理電路會使用邏輯區塊-實體區塊映射表來記載邏輯區塊與數據區的實體區塊之間的映射關系，其中邏輯區塊中的邏輯頁面是依序的對應所映射的實體區塊的實體頁面。

閑置區的實體區塊(亦稱為閑置實體區塊)是用以輪替數據區中的實體區塊。具體來說，如上所述，已寫入數據的實體區塊必須被抹除后才可再次用于寫入數據，而閑置區的實體區塊是被設計用于寫入更新數據以替換原先映射邏輯區塊的實體區塊。基此，在閑置區中的實體區塊為空或可使用的實體區塊，即無記錄數據或標記為已沒用的無效數據。

也就是說，數據區與閑置區的實體區塊的實體頁面是以輪替方式來映射邏輯區塊的邏輯頁面，以儲存主機系統所寫入的數據。

例如，當主機系統欲寫入更新頁面數據的邏輯存取地址是對應儲存裝置的某一邏輯區塊的某一邏輯頁面時，儲存裝置的存儲器管理電路會從閑置區中提取一個實體區塊，并且將此更新數據寫入至所提取的實體區塊的實體頁面中。之后，當閑置區的實體區塊快耗盡時，存儲器管理電路會對此邏輯區塊執行數據合并(Merge)操作。例如，在數據合并操作中，存儲器管理電路會從閑置區中提取一個實體區塊作為新數據實體區塊，將屬于此邏輯區塊的所有最新頁面數據寫入至此新數據實體區塊中并且將此邏輯區塊重新映射至此實體區塊。

為了有效地提升存取效能，一般來說，存儲器儲存裝置內會配置緩沖存儲器。例如，當從主機系統中接收到寫入指令與欲寫入的數據時，存儲器管理電路會將欲寫入的數據及其相關信息(例如，此寫入數據是屬于那個邏輯頁面)暫存于緩沖存儲器之后，即傳送告知已完成此寫入指令的確認信息給主機系統，由此縮短響應時間。之后，當緩沖存儲器已被存滿時，才將緩沖存儲器中的數據寫入至可復寫式非易失性存儲器模組中，以空出緩沖存儲器的儲存空間來儲存下一筆寫入數據。

然而，在緩沖存儲器已被存滿并且閑置區的實體區塊亦快耗盡的狀況下，倘若接收到來自于主機系統的寫入指令時，存儲器管理電路需完成數據合并操作才能夠執行此寫入指令。由于執行數據合并操作需要花費相當多時間，因此，相較于執行其他存取指令，主機系統需等待相當長的時間才能從存儲器儲存裝置中接收到告知已完成此寫入指令的響應信息(response?message)。往往在此過程中，主機系統的使用者會誤以為存儲器儲存裝置已當機或者感覺存儲器儲存裝置很不穩定。因此，在緩沖存儲器已被存滿并且閑置區的實體區塊亦快耗盡的狀況下，如何縮短主機系統接收到響應信息的時間，是此領域技術人員欲解決的問題。

發明內容

本發明提供一種指令執行方法、存儲器控制器與存儲器儲存裝置，其能夠平均在執行數據合并操作期間所同時執行的多個寫入指令的時間。