[發明專利]固態硬盤及其數據存取的方法

有效

• 申請號: 201811377477.6
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN111158579B
• 公開（公告）日: 2023-06-13
• 發明（設計）人: 袁國華
• 申請（專利權）人: 威剛科技股份有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷

本發明提出了一種固態硬盤(SSD)數據存取的方法，包括：提供一指令，其指示于可供寫入循序數據或寫入隨機數據時，按芯片賦能(Chip?Enable,CE)端所提供多個與非門晶粒(NAND?die)，設置至少一個專用于寫入隨機數據的NAND?die，其余則設置為專用于寫入循序數據的NAND?die；該些專用于寫入循序數據的NAND?die中任一被配置為其中每一記憶胞的數據流具有復數階記憶胞最大可允許數量的一位數；該些專用于寫入隨機數據的NAND?die中任一被配置為其中每一記憶胞的數據流具有小于該位數的一分級；以及確定在該些專用于寫入隨機數據的NAND?die中任一的數據流所使用位的總數量以更新該分級。

技術領域

本公開涉及一種內存存儲裝置中數據存取的方法及使用此方法的固態硬盤(SSD)。

背景技術

3C電子產品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。由于可復寫式非揮發性內存具有數據非揮發性、省電、體積小、無機械結構、讀寫速度快等特性。固態硬盤(SSD)就是一種以閃存作為儲存媒體的內存存儲裝置。

在內存存儲裝置運行期間，當閑置區(free?buffer)的實體抹除單元快被耗盡時，內存存儲裝置的存儲控制電路會將數據區中至少一個實體抹除單元中的有效數據整理至數據區中其他實體抹除單元中未被使用的實體可程序化單元中，以對僅儲存無效數據的實體抹除單元執行抹除運行并將抹除后的實體抹除單元關聯至閑置區，以使輪替運行的機制得以繼續維持以執行后續的寫入指令。特別是，為了避免閑置區的實體抹除單元被耗盡，當閑置區的實體抹除單元的數目下降到所設定的垃圾回收門坎值時，存儲控制電路會執行數據合并程序，以使數據區的至少一個實體抹除單元中的數據成為無效數據，接著將數據區中所有數據皆為無效數據的實體抹除單元關聯回閑置區。例如，在執行數據合并程序時，存儲控制電路至少需使用一個空的實體抹除單元，因此，垃圾回收門坎值至少會被設定大于最低門坎值。然而，執行數據合并程序是相對耗時的，倘若主機系統要求在短時間內寫入大量數據，并且閑置區的實體抹除單元快被耗盡時，內存存儲裝置的存儲控制電路將需要耗費大量時間進行數據合并程序，而無法于預定時間內寫入數據，所儲存的數據可能遺失。

此外，當SSD在同步執行多種工作時，耗費的系統資源會造成速度不穩定。以往這種自主性的系統暫時降速，對于非循序寫入的操作并不會造成太大影響，但是對于必須執行循序寫入的儲存載體，如播放影片設備或數字相機等等，上述系統暫時降速將造成影像掉格。

臺灣地區專利案TW201518945A公開了將可復寫式非揮發性內存存儲裝置實體抹除單元至少分組為數據區與閑置區，配置多個邏輯單元以映像數據區的實體抹除單元，以及動態地維持可復寫式非揮發性內存存儲裝置中的預定數量的實體抹除單元來專用于寫入循序數據。當主機系統所送出的指令列指示循序數據及隨機數據均寫入固態硬盤中的同一晶粒(die)時，可能發生相互干擾的現象；而且，上述寫入數據的方法并未針對大量循序數據而進行優化處理。

發明內容

本發明提供一種數據存取的方法及使用此方法的固態硬盤，其能夠減緩寫入數據的過程訪問速度不穩定，進而發生影像掉格的現象。

本發明的主要目的在于提供一種固態硬盤(SSD)，包括：一內存存儲裝置，包括多個與非門晶粒(NAND?die)；一地址存儲器，配置以依據一地址儲存指令以儲存待執行一程序的該內存存儲裝置的一存儲區塊的一地址，一地址存儲器依據該地址抹除指令以抹除該地址；一主控制器，連接該地址存儲器和該內存存儲裝置，其被配置為：根據一指令，指示于可供寫入循序數據或寫入隨機數據時，按芯片賦能(Chip?Enable,CE)端所指示可供寫入的NAND?die，設置至少一個專用于寫入隨機數據的NAND?die，其余則設置為專用于寫入循序數據的NAND?die；該些專用于寫入循序數據的NAND?die中任一被配置為其中每一記憶胞的數據流具有復數階記憶胞最大可允許數量的一位數；該些專用于寫入隨機數據的NAND?die中任一被配置為其中每一記憶胞的數據流具有小于該位數的一分級；以及確定在該些專用于寫入隨機數據的NAND?die中任一的數據流所使用位的總數量以更新該分級。