存儲(chǔ)系統(tǒng)及其操作方法【專利說明】存儲(chǔ)系統(tǒng)及其操作方法[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用[0002]本申請(qǐng)主張2014年11月17日提出的申請(qǐng)?zhí)枮?0-2014-0159954韓國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其整體內(nèi)容通過引用合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域：
[0003]本發(fā)明的示例性實(shí)施例涉及一種存儲(chǔ)系統(tǒng)，尤其涉及處理來自存儲(chǔ)器件的數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)系統(tǒng)和操作存儲(chǔ)系統(tǒng)的方法?！?br>背景技術(shù)：
】[0004]最近，計(jì)算環(huán)境的范例已經(jīng)改變成無處不在的計(jì)算，致使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以隨時(shí)隨地使用。正因?yàn)槿绱耍銛y式電子設(shè)備(例如移動(dòng)電話、數(shù)字相機(jī)、和筆記本計(jì)算機(jī))的使用已迅速增加。這類便攜式電子設(shè)備一般使用具有存儲(chǔ)器件的存儲(chǔ)系統(tǒng)，也就是，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器件。數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器件用作主存儲(chǔ)器或便攜式電子設(shè)備內(nèi)的輔助存儲(chǔ)器件。[0005]具有存儲(chǔ)器件的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器件具有優(yōu)點(diǎn)，這是因?yàn)?，由于沒有移動(dòng)部件，穩(wěn)定性和耐久性優(yōu)異、信息訪問速度高、以及能量消耗低。具有這些優(yōu)點(diǎn)的具有存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器件的例子包括通用串行總線(USB)存儲(chǔ)器件、具有各種接口的存儲(chǔ)卡、以及固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD)ο【
發(fā)明內(nèi)容】[0006]多種實(shí)施例針對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)及其操作方法，其能快速和穩(wěn)定地處理來從存儲(chǔ)器件的數(shù)據(jù)。[0007]在一實(shí)施例中，一種存儲(chǔ)系統(tǒng)可以包括:存儲(chǔ)器件，存儲(chǔ)器件包括存儲(chǔ)塊，所述存儲(chǔ)塊的每一個(gè)包括頁，所述頁的每一個(gè)包括存儲(chǔ)單元，所述存儲(chǔ)單元電耦接至字線，其中所述存儲(chǔ)單元儲(chǔ)存從主機(jī)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)；以及控制器，該控制器適于從所述存儲(chǔ)塊當(dāng)中的第一存儲(chǔ)塊的頁讀取第一數(shù)據(jù)，第一數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于從主機(jī)接收的讀取命令，該控制器適于儲(chǔ)存第一數(shù)據(jù)在緩沖器之中，該控制器適于提供儲(chǔ)存在緩沖器中的第一數(shù)據(jù)至主機(jī)，該控制器適于寫入并儲(chǔ)存儲(chǔ)存在緩沖器中的第一數(shù)據(jù)至所述存儲(chǔ)塊當(dāng)中的第二存儲(chǔ)塊的頁。[0008]第一數(shù)據(jù)可以為被識(shí)別為熱數(shù)據(jù)(hotdata)的數(shù)據(jù)。[0009]熱數(shù)據(jù)可以響應(yīng)于讀取計(jì)數(shù)、讀取頻率、以及自主機(jī)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)之中的至少一種而被識(shí)別。[0010]優(yōu)先級(jí)可以響應(yīng)于自主機(jī)請(qǐng)求的重要數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)尺寸、以及數(shù)據(jù)的等待時(shí)間(latency)之中的至少一種而被確定。[0011]關(guān)于優(yōu)先級(jí)的信息可以被包括在從主機(jī)接收的讀取命令中。[0012]表示第一數(shù)據(jù)可以為熱數(shù)據(jù)的信息被包括在從主機(jī)接收的讀取命令中。[0013]第一存儲(chǔ)塊可以為多電平存儲(chǔ)單元(MLC，mult1-levelcell)存儲(chǔ)塊，第二存儲(chǔ)塊可以為單電平存儲(chǔ)單元(SLC,singlelevelcell)存儲(chǔ)塊。[0014]當(dāng)針對(duì)儲(chǔ)存在第二存儲(chǔ)塊的頁中的第一數(shù)據(jù)的讀取命令被從主機(jī)接收到時(shí)，控制器可以從第二存儲(chǔ)塊的頁讀取第一數(shù)據(jù)、可以將第一數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在緩沖器中、以及可以提供第一數(shù)據(jù)至主機(jī)。[0015]控制器可以將表示第一數(shù)據(jù)儲(chǔ)存于第一存儲(chǔ)塊的頁中的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存信息更新為表示第一數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在第二存儲(chǔ)塊的頁中的信息。[0016]在一實(shí)施例中，一種用來操作存儲(chǔ)系統(tǒng)的方法可以包括:從主機(jī)接收讀取命令；檢查關(guān)于對(duì)應(yīng)于讀取命令的第一數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存信息，并基于數(shù)據(jù)儲(chǔ)存信息而從多個(gè)存儲(chǔ)塊當(dāng)中的第一存儲(chǔ)塊的頁讀取第一數(shù)據(jù)，其中所述存儲(chǔ)塊包括多個(gè)頁；將第一數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在緩沖器中；將儲(chǔ)存在緩沖器中的第一數(shù)據(jù)提供至主機(jī)；以及將儲(chǔ)存在緩沖器中的第一數(shù)據(jù)寫入并儲(chǔ)存在所述存儲(chǔ)塊當(dāng)中的第二存儲(chǔ)塊的頁中。[0017]第一數(shù)據(jù)可以為被識(shí)別為熱數(shù)據(jù)(hotdata)的數(shù)據(jù)。[0018]熱數(shù)據(jù)可以響應(yīng)于讀取計(jì)數(shù)、讀取頻率、以及自主機(jī)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)的優(yōu)先級(jí)之中的至少一種而被識(shí)別。[0019]優(yōu)先級(jí)可以響應(yīng)于自主機(jī)請(qǐng)求的重要數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)尺寸、以及數(shù)據(jù)的等待時(shí)間之中的至少一種而被確定。[0020]關(guān)于優(yōu)先級(jí)的信息可以以上下文的形式被包括在讀取命令中。[0021]表示第一數(shù)據(jù)可以為熱數(shù)據(jù)的信息被包括在讀取命令中。[0022]第一存儲(chǔ)塊可以為多電平存儲(chǔ)單元(MLC，mult1-levelcell)存儲(chǔ)塊，第二存儲(chǔ)塊可以為單電平存儲(chǔ)單元(SLC,singlelevelcell)存儲(chǔ)塊。[0023]方法可以進(jìn)一步包括將表示第一數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在第一存儲(chǔ)塊的頁中的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存信息更新為表示第一數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在第二存儲(chǔ)塊的頁中的信息。[0024]方法可以進(jìn)一步包括從主機(jī)接收針對(duì)儲(chǔ)存在第二存儲(chǔ)塊的頁中的第一數(shù)據(jù)的讀取命令；以及基于更新的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存信息，從所述第二存儲(chǔ)塊的所述頁讀取第一數(shù)據(jù)?！靖綀D說明】[0025]圖1是例示包括根據(jù)一實(shí)施例的存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的圖。[0026]圖2是例示圖1所示的存儲(chǔ)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器件的圖。[0027]圖3是例示在根據(jù)一實(shí)施例的存儲(chǔ)器件中存儲(chǔ)塊的電路圖。[0028]圖4至圖11是示意地例示根據(jù)一實(shí)施例的存儲(chǔ)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器件的圖。[0029]圖12和圖13是解釋有關(guān)在根據(jù)一實(shí)施例的存儲(chǔ)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器件的數(shù)據(jù)處理操作。[0030]圖14是解釋處理根據(jù)一實(shí)施例存儲(chǔ)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)的操作的流程圖。【具體實(shí)施方式】[0031]在下文中，各種實(shí)施方式將參照附圖更詳細(xì)地來描述。本發(fā)明可以用不同形式實(shí)施，然而，不應(yīng)該限縮于下文所設(shè)定的實(shí)施例的限制。而是，這些實(shí)施例被提供，致使本說明書全面且完整，并向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。遍及說明書中，同樣的附圖標(biāo)記代表遍及各種附圖和本發(fā)明的實(shí)施例中的同樣部件，[0032]圖1是例示包括根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例的存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的圖。[0033]請(qǐng)參照?qǐng)D1，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)100可以包括主機(jī)102和存儲(chǔ)系統(tǒng)110。[0034]主機(jī)102包括，例如，便攜式電子設(shè)備(例如移動(dòng)電話、MP3播放器、以及筆記本計(jì)算機(jī))或電子設(shè)備(例如臺(tái)式計(jì)算機(jī)、游戲機(jī)、電視、以及投影機(jī))。[0035]存儲(chǔ)系統(tǒng)110響應(yīng)于從主機(jī)102的請(qǐng)求而進(jìn)行操作，尤其，儲(chǔ)存由主機(jī)102存取(access)的數(shù)據(jù)。換言之，存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以用作主存儲(chǔ)器件或主機(jī)102的輔助存儲(chǔ)器件。根據(jù)與主機(jī)102電耦接的主機(jī)接口的協(xié)議，存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以用各種類型的儲(chǔ)存器件的任一種來實(shí)現(xiàn)。例如，存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以用各種類型的儲(chǔ)存器件的任一種來實(shí)現(xiàn)，例如固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD,solidstatedrive)、多媒體卡(MMC,multimediacard)、嵌入式多媒體卡(eMMC,embeddedmultimediacard)、減小尺寸多媒體卡(RS-MMC,reducedsizemultimediacard)和微多媒體卡(micro-MMC)、數(shù)字安全(SD,securedigital)卡、迷你數(shù)字安全(min1-SD)卡和微數(shù)字安全(micro-SD)卡、通用串行總線(USB,universalserialbus)儲(chǔ)存器件、通用快閃儲(chǔ)存(UFS,universalflashstorage)器件、小型快閃(CF,compactflash)卡、智能媒體(SM,smartmedia)卡、以及存儲(chǔ)棒等等。[0036]其中實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)系統(tǒng)110的儲(chǔ)存器件可以用易失性存儲(chǔ)器件或非易失性存儲(chǔ)器件實(shí)施，易失性存儲(chǔ)器件例如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM,dynamicrandomaccessmemory)和靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM,staticrandomaccessmemory)，非易失性存儲(chǔ)器件例如只讀存儲(chǔ)器(ROM,readonlymemory)、屏蔽只讀存儲(chǔ)器(MR0M,maskreadonlymemory)、可編程只讀存儲(chǔ)器(PROM,programmablereadonlymemory)、可擦除編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM,erasableprogrammablereadonlymemory)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPR0M,electricallyerasableprogrammablereadonlymemory)、鐵電式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(FRAM,ferroelectricrandomaccessmemory)、相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(PRAM,phasechangerandomaccessmemory)、電磁式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM,magneticrandomaccessmemory)以及電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RRAM,resistiverandomaccessmemory)0[0037]存儲(chǔ)系統(tǒng)110包括存儲(chǔ)器件150和控制器130，存儲(chǔ)器件儲(chǔ)存要被主機(jī)102存取的數(shù)據(jù)，控制器130控制數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器件150中的儲(chǔ)存。[0038]控制器130和存儲(chǔ)器件150可以被集成于一個(gè)半導(dǎo)體器件內(nèi)。例如，控制器130和存儲(chǔ)器件150可以被集成在一個(gè)半導(dǎo)體器件內(nèi)和配置固態(tài)驅(qū)動(dòng)器(SSD)。當(dāng)存儲(chǔ)系統(tǒng)110用作固態(tài)驅(qū)動(dòng)器時(shí)，與存儲(chǔ)系統(tǒng)110電耦接的主機(jī)102的操作速度可以被顯著地增加。[0039]控制器130和存儲(chǔ)器件150可以被集成于一個(gè)半導(dǎo)體器件內(nèi)并配置存儲(chǔ)卡。例如，控制器130和存儲(chǔ)卡150可以被集成于一個(gè)半導(dǎo)體器件內(nèi)并配置存儲(chǔ)卡和通用快閃儲(chǔ)存(UFS)器件，存儲(chǔ)卡例如為個(gè)人計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)卡國(guó)際協(xié)會(huì)(PCMCIA，PersonalComputerMemoryCardInternat1nalAssociat1n)卡、小型快閃(CF)卡、智能媒體(SM)卡、存儲(chǔ)棒、多媒體卡(MMC)、減小尺寸多媒體卡(RS-MMC)和微多媒體卡(micro-MMC)、數(shù)字安全(SD)卡、迷你數(shù)字安全(min1-SD)卡、微數(shù)字安全(micro-SD)卡和高容量數(shù)字安全(SDHC,SecureDigitalHighCapacity)卡。[0040]舉另一例來說，存儲(chǔ)系統(tǒng)110可以配置計(jì)算機(jī)、掌上電腦(UMPC,ultramobilePC)、工作站(workstat1n)、上網(wǎng)本(net-book)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA,personaldigitalassistant)、便攜計(jì)算機(jī)(portablecomputer)、網(wǎng)絡(luò)平板(webtablet)、平板計(jì)算機(jī)(tabletcomputer)、無線電話(wirelessphone)、移動(dòng)電話(mobilephone)、智能型手機(jī)(smartphone)、電子書(e-book)、便攜式多媒體播放器(PMP,portablemultimediaplayer)、便攜式游戲播放器(portablegameplayer)、導(dǎo)航設(shè)備(navigat1ndevice)、黑盒子(blackbox)、數(shù)字相機(jī)(digitalcamera)、數(shù)字多媒體廣播(DMB,digitalmultimediabroadcasting)播放器、三維(3D,three-dimens1nal)電視、智能型電視(smarttelevis1n)、數(shù)字音頻紀(jì)錄器(digitalaud1recorder)、數(shù)字圖片紀(jì)錄器(digitalpicturerecorder)、數(shù)字圖片播放器(digitalpictureplayer)、數(shù)字影片紀(jì)錄器(digitalvideorecorder)、數(shù)字影片播放器(digitalvideoplayer)、配置數(shù)據(jù)中心的儲(chǔ)存器(astorageconfiguringadatacenter)、能在無線環(huán)境下發(fā)送和接收的設(shè)備、配置家庭網(wǎng)絡(luò)的各種電子設(shè)備之一、配置計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各種電子設(shè)備之一、配置無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的各種電子設(shè)備之一、無線射頻識(shí)別(RFID)器件、或配置計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各種電子設(shè)備之一。[0041]當(dāng)電源供應(yīng)器被中斷時(shí)，存儲(chǔ)系統(tǒng)110的存儲(chǔ)器件150可以保持儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，當(dāng)前第1頁1 2 3 4 5 6