[發明專利]數據寫入方法、存儲器控制器與存儲器儲存裝置

有效

• 申請號: 201110327405.2
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN103077124A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 陳慶聰;蔡來福
• 申請（專利權）人: 群聯電子股份有限公司
• 主分類號: G06F12/06
• 分類號: G06F12/06
• 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

本發明涉及一種數據寫入方法，且特別是有關于用于可復寫式非易失性存儲器模組的數據寫入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。

閃速存儲器儲存系統具有多個實體區塊(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，在閃速存儲器儲存系統的管理中，實體區塊會被區分為數據區與閑置區。

數據區的實體區塊是用以儲存主機系統所儲存的數據。具體來說，控制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，閃速存儲器模組的管理上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，控制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區塊，即無記錄數據或標記為已沒用的無效數據。

由數據區的實體區塊與閑置區的實體區塊是以輪替方式來以儲存主機系統所寫入的數據。為了讓主機系統能夠順利地存取以輪替方式儲存數據的實體區塊，閃速存儲器儲存系統會提供邏輯區塊并且將主機系統所存取的邏輯存取地址對應至此些邏輯區塊內的邏輯頁面。具體來說，閃速存儲器儲存系統會將主機所存取的邏輯存取地址轉換至對應的邏輯區塊，并且通過在邏輯區塊-實體區塊映射表(logical?block-physical?block?mapping?table)中記錄與更新邏輯區塊與數據區的實體區塊之間的映射關系來反映實體區塊的輪替。所以，主機僅需依據邏輯存取地址進行存取，而閃速存儲器儲存系統會依據邏輯區塊-實體區塊映射表在所映射的實體區塊上進行數據的讀取或寫入。

具體來說，當主機系統欲將數據儲存于一邏輯存取地址時，閃速存儲器儲存系統的控制電路會識別此邏輯存取地址所屬的邏輯區塊，從閑置區中提取一實體區塊并且將新數據寫入至從閑置區中提取的實體區塊(亦稱為子實體區塊或替換實體區塊)，以替換原先映射此邏輯區塊的實體區塊(亦稱為母實體區塊)。在此，一個邏輯區塊映射母實體區塊和子實體區塊的運作稱為開啟母子區塊運作，并且映射同一個邏輯區塊的母實體區塊與子實體區塊稱為母子區塊組。一般來說，由于閑置區的實體區塊是有限的，因此在閃速存儲器儲存系統中，母子區塊組的數目是會受到限制。例如，在閃速存儲器儲存系統中，同時僅允許運作3組母子區塊組。之后，當主機系統欲寫入數據至非處于開啟母子區塊運作的狀態的另一個邏輯區塊時，閃速存儲器儲存系統必須進行數據合并程序，以將映射某一個邏輯區塊的母子區塊組的有效數據合并(即，將屬于此邏輯區塊的數據都合并至一個實體區塊中)。

隨著一個邏輯區塊的容量越來越大并且主機系統頻繁地僅更新一個邏輯區塊內部分邏輯頁面的數據時，閃速存儲器儲存系統必須花費很長的時間來進行上述數據合并程序以執行下一個寫入指令，因此，會造成延遲執行寫入指令的時間并且閃速存儲器儲存系統的效能低落。因此，如何有效地寫入數據以縮短執行寫入指令所需的時間，是此領域技術人員所致力的目標。

發明內容

本發明提供一種數據寫入方法、存儲器控制器與存儲器儲存裝置，其能夠有效地縮短執行寫入指令的時間。