[发明专利]在多层存储器结构中存储纠错码

说明书

发明概述

本发明的各个实施例一般涉及管理在存储器中的数据。

根据一些实施例，数据对象存储在多层存储器结构的第一非易失性层中。生成适于在读取操作期间检测数据对象中至少一位错误的ECC数据集。ECC数据集被存储在多层存储器结构的不同的第二非易失性层中。

鉴于下文的详细讨论和附图，可以理解表征本发明实施例的这些和其他特征和方面。

附图简述

图1提供根据本发明的各种实施例的具有多层存储器结构的数据存储设备的功能框图表示。

图2是在图1的多层存储器结构中有用的可擦除存储器的示意表示。

图3提供在图1的多层存储器结构中有用的可重写存储器的示意表示。

图4示出从图1所选择的存储器层的配置。

图5示出由图1的设备使用的数据对象、ECC数据和元数据单元的示例性格式。

图6是根据一些实施例图1的设备的一部分的功能框图表示。

图7更详细示出图6的数据对象引擎的各方面。

图8更详细表示图6的ECC引擎的各方面。

图9更详细示出图6的元数据引擎的各方面。

图10示出根据一些实施例在较高层中存储ECC数据和在较低层中存储对应的数据对象。

图11示出根据其他实施例在较高层中存储数据对象和在较低层中存储对应的ECC数据集。

图12提供根据一些实施例在数据写入操作期间执行的步骤。

图13示出根据一些实施例在随后数据读取操作期间执行的步骤。

图14描绘根据各种实施例的碎片收集单元(GCU)的操作生命周期。

图15示出根据一些实施例在碎片收集操作期间执行的步骤。

发明详述

本发明总体上涉及管理在多层存储器结构中的数据。

数据存储设备通常操作以在存储器中存储数据块。该设备可使用数据管理系统以跟踪块的物理位置，以便可响应对所存储数据的读取请求而随后检索块。该设备可以被提供在不同级或层具有不同类型的存储器的分层(多层)存储器结构。所述多层按所选优先级顺序配置，以适应具有不同属性和工作负荷能力的数据。

各种存储器层可以是可擦除或可重写的。可擦除存储器(例如，闪速存储器，写入许多光盘介质等)由可擦除非易失性存储器单元格组成，在新的数据被写入给定存储器位置之前所述可擦除非易失性存储器单元格一般需要擦除操作。因此，在可擦除存储器中常见的是：向新的不同位置写入更新后数据集并将之前存储的数据版本标记为陈旧的。

可重写存储器(例如，动态随机存取存储器(DRAM)、阻抗随机存取存储器(RRAM)、磁光盘介质，等等)可以是易失性或非易失性的，并从可重写非易失性存储器单元格形成，以便更新数据集可以被重写到给定位置的现有的旧版本数据，而无需中间擦除操作。

不同类型的控制信息(诸如纠错码(ECC)数据和元数据)可以存储在存储器结构中以协助写入和随后读回用户数据。ECC数据允许在从存储器读回的数据对象的副本中检测和/或校正多达所选比特的错误量。元数据单元跟踪在存储器空间中存储的逻辑元件(例如，逻辑块地址、LBA)和存储器空间的物理位置(例如，物理块地址、PBA)之间的关系。元数据还可包括与所存储用户数据相关的状态信息和相关联的存储器位置，诸如累计写入/擦除/读取总量、老化、漂移参数、估计或测量的磨损等。

本公开的各种实施例提供一种改进方法以在多层存储器结构中管理数据。如下面所解释地，数据对象由一个或多个用户数据块(例如，LBA)形成，并且存储在多层存储器结构中的选定层。ECC数据集对于每个数据对象生成并存储在不同层中，诸如比起用于存储数据对象的层较低的层或较高的层。可相对于和对应数据对象相关的数据属性以及相对于其中存储ECC数据的所选层的存储器属性而选择ECC数据的大小和配置。元数据可进一步被生成以跟踪数据对象和ECC数据的位置，以及所述元数据可以被存储在不同于用于分别存储数据对象和ECC数据的第三层。

以这种方式，具有特定存储特定属性的数据对象可以被成对或分组并存储在符合这些属性的合适的存储器层中。ECC数据可以被生成并存储在匹配ECC数据的属性的合适存储层中，以及期望或观察与该数据对象相关的工作负荷。