[发明专利]数据写入方法、存储器控制器与存储器存储装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于可复写式非易失性存储器的数据写入方法及使用此方法的存储器控制器与存储器存储装置。

背景技术

数字相机、手机与MP3在这几年来的成长十分迅速，使得消费者对存储介质的需求也急速增加。由于可复写式非易失性存储器(rewritable non-volatile memory)具有数据非挥发性、省电、体积小、无机械结构、读写速度快等特性，最适于可携式电子产品，例如笔记型计算机。固态硬盘就是一种以快闪存储器作为存储介质的存储器存储装置。因此，近年快闪存储器产业成为电子产业中相当热门的一环。

快闪存储器模块具有多个物理抹除单元(physical erasing unit)且每一物理抹除单元具有多个物理编程单元(physical page)，其中在物理抹除单元中写入数据时必须依据物理编程单元的顺序写入数据。此外，已被写入数据的物理编程单元并需先被抹除后才能再次用于写入数据。特别是，物理抹除单元为抹除的最小单位，并且物理编程单元为编程(亦称写入)的最小单元。因此，在快闪存储器模块的管理中，物理抹除单元会被区分为数据区与闲置区。

数据区的物理抹除单元是用以存储主机系统所存储的数据。具体来说，存储器存储装置中的存储器管理电路会将主机系统所存取的逻辑存取地址转换为逻辑区块的逻辑页面并且将逻辑区块的逻辑页面映射至数据区的物理抹除单元的物理编程单元。也就是说，快闪存储器模块的管理上数据区的物理抹除单元是被视为已被使用的物理抹除单元(例如，已存储主机系统所写入的数据)。例如，存储器管理电路会使用逻辑转物理地址映射表来记载逻辑区块与数据区的物理抹除单元的映射关系，其中逻辑区块中的逻辑页面是对应所映射的物理抹除单元的物理编程单元。

闲置区的物理抹除单元是用以轮替数据区中的物理抹除单元。具体来说，如上所述，已写入数据的物理抹除单元必须被抹除后才可再次用于写入数据，因此，闲置区的物理抹除单元是被设计用于写入更新数据以替换映射逻辑区块的物理抹除单元。基此，在闲置区中的物理抹除单元为空或可使用的物理抹除单元，即无记录数据或标记为已没用的无效数据。

也就是说，数据区与闲置区的物理抹除单元的物理编程单元是以轮替方式来映射逻辑区块的逻辑页面，以存储主机系统所写入的数据。例如，存储器存储装置的存储器管理电路会从闲置区中提取一个或多个物理抹除单元作为全域混乱物理抹除单元，并且当主机系统欲写入更新数据的逻辑存取地址是对应存储器存储装置的某一逻辑区块的某一逻辑页面时，存储器存储装置的存储器管理电路会将此更新数据写入至全域混乱物理抹除单元的物理编程单元中。

特别是，在存储器存储装置运作期间，当全域混乱物理抹除单元快被耗尽时，存储器存储装置的存储器管理电路会将存储在全域混乱物理抹除单元中的数据整理至对应的物理抹除单元中(以下称为“有效数据合并运作”)，以腾出全域混乱物理抹除单元的存储空间，已执行后续的写入指令。在将存储在全域混乱物理抹除单元中的数据整理至对应的物理抹除单元中后，存储器存储装置的存储器管理电路需更新逻辑转物理地址映射表，以使后续的存取运作能够正常被执行。由于存储器存储装置的容量越来越大，因此，一般会使用多个逻辑转物理地址映射表来记录所有逻辑区块与物理抹除单元之间的映射。因此，当需先进行“有效数据合并运作”方能完成来自于主机系统的写入指令时，可能会因为需要多次的进行载入与回存不同的逻辑转物理地址映射表以将全域混乱区搜寻表中的信息记录至逻辑转物理地址映射表，而导致延迟完成此写入指令的时间，造成存储器存储装置的效能低落。

发明内容

本发明提供一种数据写入方法、存储器控制器、存储器控制器与存储器存储装置，其能够有效地降低在执行写入指令时因进行全域混乱物理抹除单元有效数据合并运作而造成的延迟。