[發明專利]一種通過重定向提高3D FG NAND閃存可靠性的方法

有效

• 申請號: 201710578506.4
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN107403643B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 吳非;謝長生;朱玥;熊欽
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G11C16/10
• 分類號: G11C16/10;G11C16/26
• 代理公司: 42233 武漢臻誠專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 宋業斌

本發明公開了一種通過重定向提高3D FG NAND閃存可靠性的方法，包括：設置讀干擾上限，獲取閃存中原子操作的信息，包括原子操作類型以及原子操作的目標地址，獲取閃存芯片中各空閑頁的信息，包括頁在閃存塊中的位置以及頁的類型。通過獲取的信息對讀熱點頁進行識別，并將讀熱點頁中的數據遷移至產生讀干擾較小的頁位置，從而減小讀干擾，提高閃存的可靠性。

技術領域

本發明屬于計算機存儲領域，更具體地，涉及一種通過重定向提高3D FGNAND閃存可靠性的方法。

背景技術

3D NAND閃存具有垂直堆疊的結構，它允許存儲容量在Z軸方向進行擴展，從而能夠克服半導體制程減小極限的問題，提供相對于傳統2D NAND閃存更大的存儲密度，因此得到日益廣泛的應用并具有極大的發展潛力。3D NAND閃存包含FG和CT兩類結構，本發明涉及3D NAND閃存中的FG結構,因此，對該類閃存進行簡單的介紹。

如圖2所示，其示出現有的3D FG NAND閃存的基本結構。在一個閃存塊中，沿Z軸方向分布著若干層，每層中含有若干字線。3D FG NAND閃存中包含SLC頁、低頁(lower page)和高頁(upper page)這三種類型的頁，每個字線中包含一個(SLC頁)或兩個頁(低頁和高頁)。當對一個目標頁(Page_tgt)進行讀操作時，該頁所在層的字線被施加V_ref電壓，該層相鄰層的字線被施加V_passH電壓，此閃存塊中其余層的字線被施加V_pass電壓。

然而，現有的3D FG NAND閃存存在以下技術問題：一方面，由于V_passH高于V_pass，并且二者均高于V_ref，當對Page_tgt進行讀操作時，除Page_tgt所在層以外的其余層中的頁均受到讀干擾的影響并產生比特錯誤，并且Page_tgt的相鄰層受到相比于非相鄰層約10倍的讀干擾；另一方面，由于讀請求在地址空間上的訪問具有集中性，部分頁被反復讀取，造成其相鄰層內各頁受到極大的累積讀干擾，從而使相鄰層內各頁具有較高的比特錯誤率，導致閃存的可靠性下降。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明提供了一種通過重定向提高3D FGNAND閃存可靠性的方法和系統，其目的在于，通過對讀熱點頁的重定向操作，有效提高3D FG NAND閃存的可靠性，從而解決現有3D FG NAND閃存存在的被讀的頁容易干擾其相鄰層中頁、以及讀請求在地址空間上的集中性所導致的閃存可靠性下降的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種通過重定向提高3D FGNAND閃存可靠性的方法，包括以下步驟：

(1)在FTL表中創建存儲空間，其包括各閃存塊中全部SLC頁處以及閃存塊按順序編程時的前兩層中的低頁處的空閑頁；

(2)從閃存控制器中獲取請求，并判斷該請求是讀操作請求，還是擦除操作請求，還是寫操作請求，如果是讀操作請求，則轉入步驟(3)，如果是擦除操作請求，則轉入步驟(7)，如果是寫操作請求，則轉入步驟(8)；

(3)執行讀操作請求，向上層文件系統返回該讀操作請求對應的目標頁的數據，計算該讀操作請求對應的目標頁對其所在閃存塊中其余目標頁產生的讀干擾的總和RDP_tgt；

(4)判斷步驟(3)中獲得的讀干擾的總和RDP_tgt是否大于干擾閾值RDP_th，若超過，則判定該目標頁為讀熱點頁，然后轉入步驟(5)，否則轉入步驟(9)；