[发明专利]数据储存装置与其操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及快闪存储器的数据储存装置与操作方法。

背景技术

现今数据储存装置常以快闪存储器(例如，与非门快闪存储器/NAND flash)为储存媒体。

图1A图解一快闪存储器所提供的储存空间。快闪存储器100可划分为多个物理区块(physical blocks)BLK1、BLK2…；且各区块包括多个物理页(physical pages)─例如，物理区块BLK1包括物理页Page1、Page2…。

快闪存储器具有一种使用特性：使用过的空间需以区块为单位擦除(erase)后方可再使用。图1B图解说明一逻辑地址的数据更新，其中在物理区块BLK中，更新的数据需以闲置的空间Data_New储存，而先前的储存空间Data_Old则随着数据更新转为无效(invalid)。由于快闪存储器的需以区块为单位擦除后方可再使用的特性，若要再度利用无效物理页Data_Old的空间，须要对物理区块BLK先作一「有效数据收集」(Garbage_Collection)操作，待物理区块BLK上的有效数据收集到其他物理区块后方可将物理区块BLK擦除，释出为闲置区块。

快闪存储器100有多种储存空间应用，区块映射(block mapping)和页面映射(page mapping)为常见的两种映射模式。图1C图解区块映射模式下，快闪存储器上的一个物理区块(即图1A所定义的「物理区块/physical block」)是配置来储存主机端一段连续的逻辑地址(logical address)的数据。此段连续逻辑地址可视为一逻辑区块(logical block)，授与一逻辑区块数(LBN)作为编号，在区块映射模式下，一个物理区块内部的各物理页是按照逻辑地址的顺序连续（sequential）写入的，因此只要根据逻辑区块数查找一区块映射表就可以定位对应的物理区块，再根据续逻辑地址的偏移量(offset)就可以定位该逻辑地址对应的物理页。但是区块映射要求在同一个物理区块必须顺序写入，因此需要频繁地进行上述「有效数据收集」操作从而降低使用效率。而在页面映射模式下，逻辑地址的数据在整个快闪存储器的范围内非连续（non-sequential）写入，即一个物理区块并不对应一段连续的逻辑地址，因此须通过该逻辑地址查找一数据量巨大的页面映射表定位出对应的物理页。页面映射要求为所有的逻辑地址都存储对应的物理页地址，因此需要巨大的存储空间来存储该页面映射表，且大范围地查找也会降低快闪存储器的使用效率。因此基于区块映射和页面映射模式上述缺陷，如何使快闪存储器的使用效率提升，为本技术领域一项重要课题。

发明内容

一种快闪存储器的数据储存装置与其操作方法。

根据一种实施方式，所揭示的数据储存装置包括一快闪存储器以及一控制器。该快闪存储器包括多组数据储存区块、多个共享缓存区块以及多个专用缓存区块。上述各个共享缓存区块是由一组上述数据储存区块所共享。上述专用缓存区块各自对应一个热区逻辑区块。该控制器耦接至该快闪存储器。当一写入数据的逻辑区块被判断为一热区逻辑区块时，该控制器将该写入数据缓存至该热区逻辑区块对应的专用缓存区块。当上述多组数据储存区块的一组数据储存区块中任一数据储存区块的空间用尽时，该控制器将逻辑地址对应该任一数据储存区块的写入数据缓存至该组数据储存区块对应的共享缓存区块。

根据一种实施方式，所揭示的数据储存装置操作方法包括：于一数据储存装置的一快闪存储器配置多组数据储存区块、多个共享缓存区块、以及多个专用缓存区块，其中，上述各个共享缓存区块是由一组上述数据储存区块所共享，且上述各个专用缓存区块对应一个热区逻辑区块；当一主机所发出的一写入指令的一写入数据对应的一逻辑地址属于一热区逻辑区块时，将该写入数据缓存至该热区逻辑区块对应的专用缓存区块；以及当该逻辑地址并不属于热区逻辑区块，并且当该逻辑地址所对应的一数据储存区块不存在空余空间时，将该写入数据缓存至该数据储存区块所在的一组数据储存区块对应的共享缓存区块。