[發明專利]存儲裝置以及數據保存方法

有效

• 申請號: 201810007646.0
• 申請日: 2018-01-04
• 公開（公告）號: CN108563397B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 高忠義;楊小玉
• 申請（專利權）人: 威盛電子股份有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 徐協成

本發明提供一種存儲裝置以及數據保存方法，該存儲裝置包括：快閃式存儲器陣列以及控制器?？扉W式存儲器陣列包括多個區塊，多個區塊的第一區塊的抹除次數在上述多個區塊的抹除次數中最小，為最小抹除次數。當判斷多個區塊的平均抹除次數與最小抹除次數的差超過冷數據臨限值時，控制器選擇第一區塊作為源區塊。當執行均衡磨損程序的數據搬移時，控制器將源區塊的數據搬移至目標區塊。

技術領域

本發明涉及一種快閃式存儲器及其數據保存方法，特別涉及一種應用于快閃式存儲器的靜態耗損均衡(static wear-leveling)方法，進而提高快閃式存儲器的使用壽命。

背景技術

隨著工藝尺寸下降及多電壓電平存儲技術的發展，快閃式存儲器的物理區塊的抹除次數(Erase Count，EC)的理論值上限不斷下降，而且由于使用者數據有冷熱屬性(即，頻繁存取的數據稱之為熱數據，不常存取的數據稱之為冷數據)，所以導致每個物理區塊的抹除次數有所差別。由于存放熱數據的區塊會因頻繁抹除與寫入使得抹除次數很快達到上限而壞掉，而存放冷數據的區塊容量得不到充分利用，為了充分利用有限的快閃式存儲器壽命，因而提出了靜態耗損均衡(Static wear-leveling)算法。

由于靜態耗損均衡算法是軟件內部的控制操作，會對主機的性能產生影響，所以不好的選擇策略會導致內部的數據搬移沒有意義。例如，將一部分特別熱的數據搬移到一個抹除次數很大的物理區塊上，如此將無法達成防止該區塊的抹除次數繼續增長的目的；或者，累計使用過程中產生的抹除次數比較小的物理區塊總是很難被抹除與寫入，導致該區塊的抹除次數顯著地小于平均抹除次數，也使得該區塊的利用率降低。

因此，我們有必要針對靜態損耗均衡算法進行優化，以利在合適的時機選擇最合適的物理區塊來進行數據搬移，進而降低成本并有效的控制物理區塊的抹除次數。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種存儲裝置，包括：一快閃式存儲器陣列以及一控制器。上述快閃式存儲器陣列包括多個區塊，上述多個區塊的一第一區塊的抹除次數在上述多個區塊的抹除次數中最小，為一最小抹除次數。當上述控制器判斷上述多個區塊的一平均抹除次數與上述最小抹除次數的差超過一冷數據臨限值時，選擇上述第一區塊作為一源區塊，其中當執行一均衡磨損程序的數據搬移時，上述控制器將上述源區塊的數據搬移至一目標區塊。

本發明更提出一種數據保存方法，適用于一快閃式存儲器陣列，包括：判斷上述快閃式存儲器陣列的多個區塊的一平均抹除次數以及一最小抹除次數的差是否超過一冷數據臨限值，其中上述快閃式存儲器陣列的一第一區塊的抹除次數在上述多個區塊的抹除次數中最小，為上述最小抹除次數；以及當判斷到上述平均抹除次數與上述最小抹除次數超過上述冷數據臨限值時，選擇上述第一區塊作為一源區塊，其中當執行一均衡磨損程序的數據搬移時，上述控制器將上述源區塊的數據搬移至一目標區塊。

本發明的數據保存方法根據不同的情況，選擇抹除次數最小或寫入序號最小的區塊作為均衡磨損程序的數據搬移的源區塊。若是選擇抹除次數最小的區塊作為源區塊的話，能夠提高抹除數據次數最小的區塊被使用的機會，使得快閃式存儲器陣列的整體抹除次數能夠均衡，不會出現抹除次數過小的區塊。若是選擇寫入序號最小的區塊，代表將最早被寫入的數據(亦即，冷數據)搬移至頻繁被抹除與寫入的區塊，使得該目標區塊的抹除次數得以凍結，避免快閃式存儲器陣列的最大抹除次數增加的過快，進而均衡整體的抹除次數。本發明的數據保存方法根據所有的區塊的當前抹除狀態合理地照顧到分離的冷數據和冷塊(即抹除次數較小的塊)，使得源區塊的選擇更有針對性。

附圖說明

圖1是顯示根據本發明的一實施例所述的存儲裝置的方塊圖；

圖2A和2B是顯示根據本發明的一實施例所述數據保存方法的流程圖；

圖3是顯示根據本發明的一實施例所述的快閃式存儲器陣列的抹除次數的分布圖；

圖4是顯示根據本發明的一實施例所述的快閃式存儲器陣列的抹除次數的分布圖；