用于在閃速存儲器裝置之間遷移數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]公開的實施例一般地涉及存儲器系統(tǒng)，并且具體地涉及改善包括貯存介質(zhì)的貯存系統(tǒng)(例如，包括一個或多個閃速存儲器裝置)的耐受性。
【背景技術(shù)】
[0002]半導(dǎo)體存儲器裝置一一包括閃速存儲器一一通常利用存儲器單元來將數(shù)據(jù)貯存為電的值，諸如電荷或電壓。閃速存儲器單元例如包括具有被用于貯存數(shù)據(jù)值的電荷表示的浮置柵極的單個晶體管。已經(jīng)以各種方式促進了貯存密度的提高，包括通過制造的發(fā)展使能的存儲器單元在芯片上的密度的提高，以及從單級閃速存儲器單元到多級閃速存儲器單元的轉(zhuǎn)變，使得可以由每個閃速存儲器單元貯存兩個或更多位。
[0003]在一些情況中，當(dāng)檢測到用于閃速存儲器裝置的誤差條件(例如，從閃速存儲器裝置讀取不可恢復(fù)的碼字，恢復(fù)碼字所需的計算性資源超過預(yù)定的閾值，或者用于閃速存儲器裝置的編程-擦除(PE)周期的計數(shù)超過閾值值)時，整個閃速存儲器裝置被認(rèn)為已經(jīng)故障。相反，貯存在閃速存儲器裝置上的所有數(shù)據(jù)必須被復(fù)制并且貯存在不同的閃速存儲器裝置上。該整個裝置的復(fù)制丟棄與被認(rèn)為是故障的裝置的仍工作的部分相關(guān)聯(lián)的任何剩余壽命或值，消耗資源，并且將過度的負(fù)擔(dān)置于剩余的閃速存儲器裝置上。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一些實施例中，貯存控制器被配置為將多個閃速存儲器裝置分割為多個邏輯組塊。在檢測到關(guān)于所述多個閃速存儲器裝置的各個閃速存儲器裝置的預(yù)定的觸發(fā)條件之后，貯存控制器被配置為啟動迀移過程，從而在各個閃速存儲器裝置上的至少一個邏輯組塊被迀移到不同于各個閃速存儲器裝置的第二閃速存儲器裝置。如此，由于檢測到關(guān)于閃速存儲器裝置的觸發(fā)條件而將邏輯組塊迀移出閃速存儲器裝置，從而緩慢地逐漸淘汰閃速存儲器裝置而不是整個閃速存儲器裝置立即故障并且從而被復(fù)制。
【附圖說明】
[0005]為了可以更加詳細(xì)地理解本公開，可以通過參考各種實施例的特性來進行的更加特定的描述，一些實施例在附圖中說明。但是，附圖僅示出了本公開的更加相關(guān)的特性并且從而不被認(rèn)為是限制性的，因為說明書可能認(rèn)可其他有效的特性。
[0006]圖1是示出根據(jù)一些實施例的數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)的實現(xiàn)方式框圖。
[0007]圖2A是示出根據(jù)一些實施例的管理模塊的實現(xiàn)方式框圖。
[0008]圖2B是示出根據(jù)一些實施例的在圖2A中包括的特征向量表的示意圖。
[0009 ]圖2C是示出根據(jù)一些實施例的在圖2B中包括的特征向量的的示意圖。
[0010]圖3A-3C是根據(jù)一些實施例的被分割為多個邏輯組塊的貯存介質(zhì)的框圖。
[0011 ]圖4A是根據(jù)一些實施例的被分割為多個邏輯組塊的貯存介質(zhì)的框圖。
[0012]圖4B是根據(jù)一些實施例的對應(yīng)于在圖4A中的多個邏輯組塊的間接表的示意圖。
[0013]圖4C是根據(jù)一些實施例的被分割為多個邏輯組塊的貯存介質(zhì)的框圖。
[0014]圖4D是根據(jù)一些實施例的對應(yīng)于在圖4C中的多個邏輯組塊的間接表的示意圖。
[0015]圖5-7示出了根據(jù)一些實施例的觸發(fā)迀移過程的方法的流程圖表示。
[0016]圖8A-8C示出了根據(jù)一些實施例的管理貯存系統(tǒng)的方法的流程圖表示。
[0017]根據(jù)慣例，在附圖中示出的各種特性可能未按比例繪制。相應(yīng)地，為了清晰，各種特性的大小可以任意地擴大或減小。此外，一些附圖可能沒有繪制給定系統(tǒng)、方法或裝置的所有組件。最后，貫穿說明書和附圖，相似的參考標(biāo)號可以被用于表示相似的特性。
【具體實施方式】
[0018]這里所述的各種實施例包括可以改善包括貯存介質(zhì)(例如，包括一個或多個閃速存儲器裝置)的貯存系統(tǒng)的耐受性的裝置和/或方法。一些實施例包括用于通過在貯存系統(tǒng)的閃速存儲器裝置之間迀移數(shù)據(jù)而管理貯存系統(tǒng)的方法和/或系統(tǒng)。
[0019]更具體地，一些實施例包括管理包括貯存控制器和多個閃速存儲器裝置的貯存系統(tǒng)的方法，其中每個閃速存儲器裝置具有多個閃速存儲器塊。在一些實施例中，在貯存控制器進行該方法。方法包括:將多個閃速存儲器裝置的每一個分割為多個邏輯組塊，其中每個邏輯組塊包括一個或多個閃速存儲器塊;并且檢測關(guān)于多個閃速存儲器裝置的各個閃速存儲器裝置的預(yù)定的觸發(fā)條件。響應(yīng)于檢測預(yù)定的觸發(fā)條件，方法包括:根據(jù)預(yù)定的選擇準(zhǔn)則選擇各個閃速存儲器裝置的多個邏輯組塊中的一個以用于迀移;并且在不同于各個閃速存儲器裝置的第二閃速存儲器裝置處，貯存包括選擇的邏輯組塊的副本的復(fù)制的邏輯組塊。方法還包括:將選擇的邏輯組塊的地址重新映射到復(fù)制的邏輯組塊的物理位置;并且降低與各個閃速存儲器裝置相關(guān)聯(lián)的邏輯組塊的數(shù)量。
[0020]一些實施例包括貯存控制器，其包括:一個或多個處理器；主機接口，被配置為將貯存控制器耦接到主機;貯存介質(zhì)接口，被配置為將貯存控制器耦接到包括多個閃速存儲器裝置的貯存介質(zhì)，多個閃速存儲器裝置的每一個具有多個閃速存儲器塊；以及貯存控制器，貯存指令，當(dāng)由一個或多個處理器執(zhí)行該指令時，使得貯存控制器進行這里所述的任何方法的操作。
[0021]—些實施例包括非瞬時性計算機可讀貯存介質(zhì)，其貯存一個或多個程序以用于由耦接到包括多個閃速存儲器裝置的貯存介質(zhì)的貯存控制器的一個或多個處理器執(zhí)行，其中每個閃速存儲器裝置包括多個閃速存儲器塊，一個或多個程序包括指令，當(dāng)由一個或多個處理器執(zhí)行指令時使得貯存控制器進行這里所述的任何方法的操作。
[0022]在這里描述許多細(xì)節(jié)以便于提供對在附圖中示出的示例實施例的透徹理解。但是，可以不需要許多特定細(xì)節(jié)而實施一些實施例，并且權(quán)利要求的范圍僅由在權(quán)利要求中特別記述的那些特性和方面限制。此外，沒有以詳盡的細(xì)節(jié)描述已知的方法、組件和電路，以便不必要地混淆這里所述的實施例的更加相關(guān)的方面。
[0023]圖1是根據(jù)一些實施例的數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)100的實現(xiàn)方式的示意圖。盡管示出了一些示例特性，但是為了簡潔而沒有示出各種其它特性以便不混淆這里所述的示例實施例的更加相關(guān)的方面。為此，作為非限制性示例，數(shù)據(jù)貯存系統(tǒng)100包括貯存控制器120和貯存介質(zhì)130，并且被結(jié)合計算機系統(tǒng)110使用。在一些實施例中，貯存介質(zhì)130是單個閃速存儲器裝置，而在其它實施例中，貯存介質(zhì)130包括多個閃速存儲器裝置。在一些實施例中，貯存介質(zhì)130是NAND型閃速存儲器或NOR型閃速存儲器。此外，在一些實施例中，貯存控制器120是固態(tài)驅(qū)動(SSD)控制器。但是，根據(jù)多種實施例的方面可以包括其它類型的貯存介質(zhì)(例如，PCRAM、ReRAM、STT-RAM等)。在一些實施例中，閃速存儲器裝置包括一個或多個閃速存儲器裸芯、一個或多個閃速存儲器封裝、一個或多個閃速存儲器信道、一個或多個SSD、一個或多個SSD陣列等。
[0024]計算機系統(tǒng)110通過數(shù)據(jù)連接101耦接到貯存控制器120。但是，在一些實施例中，計算機系統(tǒng)110包括貯存控制器120作為組件和/或子系統(tǒng)。例如，貯存控制器120的一些或全部功能由執(zhí)行在計算機系統(tǒng)110上的軟件實現(xiàn)。計算機系統(tǒng)110可以是任何合適的計算機裝置，諸如計算機、膝上型計算機、平板裝置、網(wǎng)本、互聯(lián)網(wǎng)亭、個人數(shù)字助理、移動電話、智能電話、游戲裝置、計算機服務(wù)器或任何其它計算裝置。計算機系統(tǒng)110有時被稱為主機或主機系統(tǒng)。在一些實施例中，計算機系統(tǒng)110包括一個或多個處理器、一個或多個類型的存儲器、顯示器和/或其它用戶接口組件，諸如鍵盤、觸摸屏、鼠標(biāo)、觸控板、數(shù)碼相機和/或任何數(shù)量的補充裝置以添加功能。
[0025]貯存介質(zhì)130通過連接103耦接到貯存控制器120。連接103有時被稱為數(shù)據(jù)連接，但是通常傳送除了數(shù)據(jù)以外的命令，并且可選地傳送除了將被貯存在貯存介質(zhì)130中的數(shù)據(jù)值和從貯存介質(zhì)130讀取的數(shù)據(jù)值以外的元數(shù)據(jù)、誤差校正信息和/或其它信息。在一些實施例中，但是，貯存控制器120和貯存介質(zhì)130被包含在與其組件相同的裝置中。此外，在一些實現(xiàn)方式中，存儲器控制器120和貯存介質(zhì)130被嵌入在主機裝置中，該主機裝置諸如移動裝置、平板、其它計算機或計算機控制的裝置，并且這里所述的方法由嵌入式存儲器控制器進行。貯存介質(zhì)130可以包括任何數(shù)量的(S卩，一個或多個)存儲器裝置，該存儲器裝置非限制性地包括諸如閃速存儲器的非易失性半導(dǎo)體存儲器裝置。例如，閃速存儲器裝置可以被配置為用于適用于諸如云計算的應(yīng)用的企業(yè)貯存、用于數(shù)據(jù)庫應(yīng)用、主要和/或二級貯存、或用于緩存貯存在(或?qū)⒈毁A存在)諸如硬盤驅(qū)動的二級貯存中的數(shù)據(jù)。此外和/或可替換地，閃速存儲器還可以被配置為相對小規(guī)模的應(yīng)用，諸如個人閃速驅(qū)動或用于個人、膝上型和平板計算機的硬盤替換。
[0026]貯存介質(zhì)130被分割為多個可編址的并且可單獨選擇的塊，諸如可選擇的部分131。在一些實施例中，可單獨選擇的塊是閃速存儲器裝置中的最小尺寸的可擦除單元。換句話說，每個塊包含可以被同時擦除的最小數(shù)量的存儲器單元。每個塊通常進一步被分割為多個頁和/或字線，其中每個頁或字線通常是塊中最小的可單獨訪問的(可讀)部分的實例。然而，在一些實施例中(例如，使用一些種類的閃速存儲器)，數(shù)據(jù)組的最小的可單獨訪問的單元是區(qū)段，該區(qū)段是頁的子單元。就是說，塊包括多個頁，每個頁包含多個區(qū)段，并且每個區(qū)段是用于從閃速存儲器裝置讀取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的最小單元。
[0027]例如，一個塊包括任何數(shù)量的頁，例如，64頁、128頁、256頁或另外的合適數(shù)量的頁。塊通常被組合為多個區(qū)。每個塊區(qū)可以在某些程度上被獨立地管理，這提高了用于并行操作的并行度并且簡化了貯存介質(zhì)130的管理。
[0028]如上所述，雖然非易失性半導(dǎo)體存儲器裝置的數(shù)據(jù)貯存密度普遍地提高，提高貯存密度的缺點在于貯存的數(shù)據(jù)更加傾向于被錯誤地貯存和/或讀取。如將在下面更加詳細(xì)描述的，誤差控制碼可以被用于限制由電波動、貯存介質(zhì)、操作條件、裝置歷史、寫入-讀取電路等中的瑕疵、或這些和各種其它因素的組合引起的不可校正的誤差的數(shù)量。
[0029]在一些實施例中，貯存控制器120包括管理模塊121、輸入緩沖器123、輸出緩沖器124、誤差控制模塊125和貯存介質(zhì)接口(1/0)128。貯存控制器120可以包括為了簡潔而沒有示出各種額外的特性以便于不混淆這里公開的示例實施例的更加主要的特征，并且特性的不同的布置是可能的。輸入和輸出緩沖器123、124通過將接口提供到計算機系統(tǒng)110。類似地，貯存介質(zhì)I/O 128通過連接103將接口提供到貯存介質(zhì)130。在一些實施例中，貯存介質(zhì)I/O 128包括讀取和寫入電路，包括能夠?qū)⒆x取信號提供到貯存介質(zhì)130的電路(例如，用于NAND型閃速存儲器的讀取閾值電壓)。
[0030]在一些實施例中，管理模塊121包括一個或多個處理單元(CPU，有時還被稱為處理器)122，該一個或多個處理單元被配置為執(zhí)行一個或多個程序中(例如，在管理模塊121中)的指令。在一些實施例中，一個或多個CPU 122由貯存控制器120的功能中的、并且在一些情況中由超出貯存控制器120的功能的一個或多個組件共享。管理模塊121耦接到輸入緩沖器123、輸出緩沖器124(連接未示出)、誤差控制模塊125和貯存介質(zhì)I/O 128以便于協(xié)調(diào)這些組件的操作。
[0031]誤差控制模塊125耦接到貯存介質(zhì)I/O128、輸入緩沖器123和輸出緩沖器124。提供誤差控制模塊125以限制被無意引入到數(shù)據(jù)中的不可校正的誤差的數(shù)量。在一些實施例中，誤差控制模塊125由管理模塊121的一個或多個CPU 122在軟件中執(zhí)行，并且在其它實施例中，全部或部分使用專用電路進行編碼和譯碼功能而實現(xiàn)誤差控制模塊125。在一些實施例中，由執(zhí)行在計算機系統(tǒng)110上的軟件全部或部分實現(xiàn)誤差控制模塊125。為此，誤差控制模塊125包括編碼器126和譯碼器127。編碼器126通過施加誤差控制碼以產(chǎn)生碼字而編碼數(shù)據(jù)，該碼字之后被貯存在貯存介質(zhì)130中。
[0032]當(dāng)從貯存介質(zhì)