[发明专利]用于存取面向块的非易失性存储器的控制布置和方法

说明书

技术领域

本发明大体涉及使用非易失性存储器(例如，固态驱动器(“SSD”)和其它存储装置)的存储器系统的领域，且更明确地说涉及用于存取面向块的非易失性存储器的控制布置和方法。

背景技术

现有技术固态驱动器通常包含可与标准主机装置以及多个快闪存储器装置介接的控制器。所述快闪存储器装置一般各自呈存储器裸片的形式。控制器与快闪存储器装置之间的连接通常是呈快闪导向接口的形式，其中每一存储器装置个别地连接到快闪导向接口。所述控制器可具有多个快闪导向接口，其中这些接口中的每一者连接到多个存储器装置。申请人认识到，关于此现有技术配置、特别是关于较大容量的固态驱动器，存在许多缺点。举例来说，控制器必须控制大量的个别存储器装置。作为另一实例，控制器上所需的信号连接点的数目与驱动器的容量成比例地增加。在再一实例中，控制器对管理功能(例如，额外负荷(overhead)功能，例如磨损平衡)负责，以使得控制器与存储器装置之间的接口负担上了与这些功能有关的业务。作为又一实例，控制器对大量存储器装置进行测试和监视是一项复杂的任务。

关于面向块的非易失性存储器，申请人还认识到现有技术中关于非易失性存储器的使用的相关问题。应了解，现有技术中关于存取面向块的非易失性存储器的盛行方法为将用户数据加上伴随的额外信息准确地分配到物理页上。对本论述而言，术语“面向块的”有关于基于页的存储器的使用，对所述存储器的使用是通过使用长度大体上等于页长度的用户数据块来实现。如将进一步论述，就面向块的存储器来说，一些页可基于短于一个页长度的用户数据块而部分地未使用，但用户数据块不长于页长度。作为非限制性实例，NAND快闪存储器通常如此配置以成为此类型的面向块的存储器。面向块的存储器中的此类不灵活分配因此产生了所存储信息与包括每一物理页的存储胞元的数目之间的完全对应，并且在每胞元单位(SBC)存储器和每胞元多位(MBC)存储器两者的产业内是习惯做法。

申请人进一步认识到，此方法在将用户数据匹配到特定存储器装置中的页单元时是不灵活的。物理页大小为存储器的设计参数且不可改变。在物理页中的存储胞元的数目与应用所需的每块的胞元的数目之间失配的情况下将招致惩罚。惩罚可以是胞元不足以满足ECC要求，因此导致应用的不良可靠性；或惩罚可以是存储效率低(如果每一物理页中存在比所需数目多的胞元的话)。因此，非易失性存储器装置(例如，NAND快闪存储器)的设计者受到的挑战是尝试在制造存储器之前预测出所需的页大小。几乎不可避免地，给定的页大小将不会特别适合于存储器的使用所针对的应用的至少某一子集。

相关技术的前述实例以及其相关限制意欲为说明性而非排他性的。在阅读本说明书以及查看了图式后，相关技术的其它限制对所属领域的技术人员而言将变得显而易见。

发明内容

附图说明

在图式的所参考图中说明示范性实施例。预期本文中所揭示的实施例和图将为说明性而非限制性的。

图1为说明根据本发明的一实施例所制造的SSD的框图，所述SSD在此处展示为总系统的部分。

图2为说明根据本发明的一实施例的SSD的其它细节的框图。

图3为说明在SSD(例如，图1和/或2的SSD)中所使用的模块的实施例的框图。

图4为说明供模块(例如，图3的模块)使用的模块接口的实施例的框图。

图5为结合存储器区段在模块的多个存储器装置上的实例布置以图式说明所述存储器装置的框图。

图6为可在模块(例如，图3的模块)中使用的功能引擎的实施例的框图。

图7为说明可使用图6的功能引擎执行的磨损平衡功能的实施例的流程图。

图8为说明可使用图6的功能引擎执行的垃圾收集功能的实施例的流程图。

图9为说明可使用图6的功能引擎执行的位密度配置功能的实施例的流程图。

图10为说明可使用图6的功能引擎执行的FTL(快闪转译层)功能的实施例的流程图。

图11为说明可协同图6的功能引擎执行的读取操作的实施例的流程图。

图12为说明可协同图6的功能引擎执行的写入操作的实施例的流程图。

图13为说明可协同图6的功能引擎执行的擦除功能的实施例的流程图。

图14为具有与物理页的长度不同的长度的用户数据块的图解说明。