[发明专利]SLC-MLC损耗平衡

说明书

本申请要求享有于2011年12月29日提交的美国专利申请第13/340,446号的优先权。通过引用将美国专利申请第13/340,446号的全部内容并入本文。

技术领域

本申请一般涉及在存储器系统中管理数据。更具体地，本申请涉及在单级(single level)单元存储器和多级(multi-level)单元存储器之间平衡损耗。

背景技术

诸如闪速存储器设备这样的非易失性存储器系统已经被广泛地用于消费者产品中。闪速存储器设备可以有不同的形式，例如可以在主机设备之间携带的便携式存储卡的形式或者作为嵌入到主机设备中的固态盘(SSD)。当向传统的闪速存储器设备写入数据时，典型地，主机向存储器系统的逻辑地址空间内的地址写入数据或者从中读取数据。

闪速存储器设备包括浮置栅极存储器单元阵列。可以操作存储器单元将电荷的多于两个的可检测电平存储在每个电荷存储元件或区域中，从而在每个之中存储多于一位的数据。该配置被称为多级单元(MLC)存储器。替代地，存储器单元可以用于存储两个水平的电荷，使得在每个单元中存储一位数据。典型地，这被称为二进制或单级单元(SLC)存储器。

SLC和MLC类型的存储器单元都可以用在存储器设备中，从而存储器设备可以包括SLC部分和MLC部分。理想地，SLC部分和MLC部分将同时耗尽(wear out)。然而，有时，SLC部分比MLC部分在不同的时间耗尽。为了对此进行纠正，可以将在MLC部分内的单元重新分配为SLC部分的一部分，从而可以对SLC部分和MLC部分的不同耗尽时间进行补偿。然而，可能难以将在SLC部分内的单元重新分配为MLC部分的一部分。这样，难以平衡SLC部分和MLC部分的损耗。

发明内容

在本文中公开了用于在闪速存储器设备中的SLC部分与MLC部分之间平衡损耗的方法及系统。

根据一方面，公开了一种管理闪速存储设备中的SLC部分与MLC部分的使用的方法。该方法包括，在具有控制器以及与所述控制器进行通信的存储器的所述闪速存储设备中，其中所述存储器包括所述SLC部分和所述MLC部分：存取所述闪速存储设备的老化指标；基于所述老化指标确定是否修改所述SLC部分或者所述MLC部分之中的至少一个的操作；以及，响应于确定要修改所述SLC部分或者所述MLC部分之中的至少一个的操作，修改所述SLC部分或者所述MLC部分之中的至少一个的操作。所述老化指标可以包括关于所述闪速存储器设备中的各个部分的时间年龄、损耗、可靠性等的指示。系统控制器使用各种参数和规则控制所述SLC部分和所述MLC部分中的操作。基于所述(多个)老化指标，所述系统控制器可以修改控制所述SLC部分和/或MLC部分的操作的参数和/或规则，从而修改所述SLC部分和/或MLC部分的老化。

根据第二方面，公开了一种存储设备。所述存储设备包括存储器和控制器。所述存储器包括SLC部分和MLC部分。所述控制器与所述存储器进行通信，并且被配置为：存取所述闪速存储设备的老化指标；基于所述老化指标确定是否修改所述SLC部分或者所述MLC部分之中的至少一个的操作；以及，响应于确定要修改所述SLC部分或者所述MLC部分之中的至少一个的操作，修改所述SLC部分或者所述MLC部分之中的至少一个的操作。

通过查看下面的附图、详细说明以及权利要求，其他特性和优点将变得显而易见。另外，公开了其他实施例，每个实施例都可以单独使用或者结合在一起使用。现在将参考附图说明实施例。

附图说明

图1例示与具有包含多个裸片(die)的多区块(bank)的非易性存储器的存储器系统相连接的主机。

图2是在图1的多裸片非易失性存储器中使用的示例性闪速存储器系统的示例性框图。

图3是适于作为图1所示的非易失性存储器区块之一的示例性的一个闪速存储器区块。

图4是可以在图3的存储器区块中使用的存储器单元阵列的代表性的电路图。

图5例示图3的存储器区块的示例性的物理存储器结构。

图6示出图5的物理存储器的一部分的展开图。

图7例示包括SLC部分和MLC部分的物理存储器架构的示例。

图8示意性地例示在2层数据存储系统中的SLC部分和MLC部分之间的数据路径。

图9更详细地例示在图8中示出的SLC层。

图10例示用于管理跨越SLC部分和MLC部分的块和页的系统架构。

图11例示SLC-MLC损耗平衡的流程图。