[發明專利]未對齊寫入的處理

有效

• 申請號: 201811276381.0
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109840215B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: R.穆蒂亞;R.拉馬默西;B.T.溫卡塔拉馬南
• 申請（專利權）人: 西部數據技術公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02;G06F12/06
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邱軍

本發明題為“未對齊寫入的處理”。本發明公開了一種存儲系統的一個或多個控制電路，所述存儲系統的所述一個或多個控制電路被配置為合并感測與傳輸，其中感測為針對一個未對齊寫入命令的預填充和/或后填充數據，傳輸為針對先前感測的另一個未對齊寫入命令的預填充和/或后填充數據。通過合并所述感測與所述傳輸，在對一組兩個或更多個未對齊寫入命令的數據進行編程時節省了大量的時間。另外，在一個方面，對多個未對齊寫入命令執行單個編程操作。一些常規解決方案可能需要對每個未對齊寫入命令執行編程操作。因此，所述存儲系統節省了大量的編程時間。此外，所述存儲系統可以減少寫入放大。

背景技術

當主機器件向存儲器件寫入數據并從存儲器件讀取數據時，主機根據邏輯塊地址(LBA)寫入和讀取數據。主機和存儲器件之間的基本數據傳輸單元在本文中稱為“扇區”。“基本單位”意思是讀取或寫入命令的最小數據傳輸大小。因此，讀取或寫入請求是讀取或寫入一些整數數量的扇區的請求。扇區的大小在一個具體實施與下一個具體實施之間可以有差別，但是扇區大小的一個示例是512字節。需注意，如本文所用，術語“扇區”不是指硬盤驅動器上的物理扇區等。還需注意，每個LBA對應一個扇區。

存儲器件通常具有存儲控制器，該存儲控制器將LBA轉換為存儲器件上的存儲單元的物理地址。例如，閃存器件具有執行邏輯地址到物理地址轉換的閃存傳輸層(FTL)或媒體管理層(MML)。

在將數據寫入存儲單元之前，存儲控制器通常由來自主機的數據形成碼字。碼字包括主機數據和一個或多個奇偶校驗位。奇偶校驗位的數量根據糾錯的強度可以有差別。碼字在本文中稱為“ECC頁面”。ECC頁面由一個或多個主機數據扇區形成。例如，ECC頁面可以由四個主機數據扇區形成。因此，如果扇區大小為512字節，則ECC頁面可能包含2K字節的主機數據，外加奇偶校驗位。ECC頁面是存儲器件中的編程單元。

存儲控制器具有最小可尋址單元，其通常是一個或多個ECC頁面。因此，最小可尋址單元對應于一些數量的扇區。本文所用術語“片段”在本文中是指存儲器件中的最小可尋址存儲單元。例如，如果最小可尋址單元是兩個ECC頁面，則最小可尋址單元是4kB(假設扇區是512字節并且每個ECC頁面有四個扇區)。

本文中，對齊寫入被定義為其中起始LBA和數據大小是片段中扇區數量的倍數的寫入。例如，如果片段中有八個扇區，則對齊寫入具有的起始LBA是八的倍數，并且其具有的數據大小是八個扇區的整數倍。

本文中，不是對齊寫入的寫入稱為未對齊寫入。因此，未對齊寫入：1)具有的起始LBA不是片段中扇區數的倍數；或者2)具有的數據大小不是片段中扇區數的倍數。

當主機發送對齊寫入命令時，數據可以簡單地作為一個或多個片段寫入存儲管芯。然而，當主機發送未對齊寫入命令時，存儲控制器需要預填充和/或后填充主機數據以形成“對齊數據”。對齊數據意味著形成完整的片段。存儲控制器可能需要從存儲單元讀取預填充和/或后填充數據。因此，存儲控制器可能需要執行讀取-修改-寫入。讀取-修改-寫入是指從存儲管芯上的存儲單元讀取預填充和/或后填充數據，形成對齊數據的片段，并且將對齊數據的片段寫入存儲管芯。

執行讀取-修改-寫入可能非常耗時。此外，執行讀取-修改-寫入可以增加寫入放大。寫入放大意味著實際寫入存儲器件的數據量大于要寫入的主機的數據量。寫入放大可以縮短存儲器件的壽命。

附圖說明

圖1A是示出連接到主機器件的存儲器件的一個實施方案的框圖。

圖1B是三維(3D)堆疊的非易失性存儲器件的透視圖。

圖1C是示例性存儲器件諸如圖1B的3D堆疊非易失性存儲器件的功能框圖。

圖2是示例性存儲系統的框圖，示出了控制器的一個實施方案的更多細節。

圖3A示出了用于在控制器和各個存儲器封裝0至N的存儲管芯之間通信的N+1個存儲器封裝(封裝0至封裝N)和N+1個信道(信道0至信道N)。