[發明專利]可配置的存儲器系統及配置和使用該存儲器系統的方法

有效

• 申請號: 201910368842.5
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110442529B
• 公開（公告）日: 2022-12-23
• 發明（設計）人: 喬納森·馬克·哈斯維爾
• 申請（專利權）人: 愛思開海力士有限公司
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02;G06F12/1009
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王璇;李新娜

本發明公開包括NAND閃速存儲器和動態隨機存取存儲器(DRAM)的存儲器系統，該存儲器系統被配置成允許相當高的NAND與DRAM的比率而不顯著增加寫入放大。NAND包括邏輯到物理(L2P)表。DRAM包括被劃分成區域的緩沖器、最近寫入的數據的更新表以及鏈接列表，鏈接列表針對緩沖器的每個區域鏈接該區域中的在更新表中的所有項，DRAM維持一組鏈接列表，每個鏈接列表識別在更新表中具有相同更新次數的所有區域。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2018年5月3日提交的申請號為62/666,384的美國臨時申請的權益，該美國臨時申請的全部內容通過引用并入本文。

技術領域

本公開的實施例涉及一種存儲器系統及操作該存儲器系統的方法，配置和使用該存儲器系統以提高性能和延長壽命。

背景技術

計算機環境范例已經變為可在任何時間和任何地點使用的普適計算系統。因此，諸如移動電話、數碼相機和筆記本電腦的便攜式電子裝置的使用已經快速增長。這些便攜式電子裝置通常使用具有存儲器裝置的存儲器系統，即，數據存儲裝置。數據存儲裝置用作便攜式電子裝置的主存儲器裝置或輔助存儲器裝置。

使用存儲器裝置的數據存儲裝置因不具有移動部件而提供優良的穩定性、耐用性、高信息存取速度以及低功耗。具有這種優點的數據存儲裝置的示例包括通用串行總線(USB)存儲器裝置、具有各種接口的存儲卡以及固態驅動器(SSD)。

SSD可包括閃速存儲器組件和控制器，該控制器包括將閃速存儲器組件橋接到SSD輸入/輸出(I/O)接口的電子器件。SSD控制器可包括執行諸如固件的功能組件的嵌入式處理器。SSD功能組件通常是裝置特定的，并且在大多數情況下可被更新。

兩種主要類型的閃速存儲器以NAND和NOR邏輯門命名。單獨的閃速存儲器單元展現出與其對應門的內部特性類似的內部特性。NAND型閃速存儲器可以通常比整個存儲器空間小得多的塊(或頁面)來寫入和讀取。NOR型閃速存儲器允許將單個機器字(字節)寫入擦除位置或獨立讀取單個機器字(字節)。NAND型閃速存儲器主要在存儲卡、USB閃存驅動器、固態驅動器(SSD)和類似產品中操作以用于數據的一般存儲和傳輸。

在常規的SSD中，通常使用動態隨機存取存儲器(DRAM)保存與數據的扇區的邏輯地址和識別NAND中的對應物理位置的各個物理地址相關的轉換表。

當主機系統將數據的扇區寫入到SSD時，主機供應邏輯地址與待寫入的數據。SSD選擇NAND中待存儲數據的物理位置，并且使用邏輯地址作為索引在轉換表中形成條目，其中表的內容是物理地址。當主機回讀數據時，主機向SSD提供邏輯地址，該SSD使用邏輯地址作為轉換表中的索引以確定數據在NAND中的物理地址，然后檢索數據并且將數據返回到主機。

與當前使用的大多數SSD一樣，NAND的內容可通過32位，即4字節條目進行尋址，并且主機存儲的數據的單位是4KB，因此SSD需要NAND容量與DRAM大小的比率為1000:1。也就是說，轉換表中的條目的4字節的空間存儲NAND中的4096字節的用戶數據。隨著SSD容量的增加，所需DRAM的大小最低限度根據該比率增加，并且DRAM和訪問其所需的電路的成本都會極大的增加SSD成本。當SSD的物理容量需要超過32位來尋址時，這個問題變得更為嚴重，并且轉換表中的每個條目需要5字節而非4字節，從而將NAND與DRAM的比率降低到800:1，并最終在每個條目需要6字節時降低到666:1。