[发明专利]数据写入方法、存储器控制器与存储器储存装置

说明书

本申请为2010年10月8日递交的申请号为201010504333.X，发明名称为数据写入方法、存储器控制器与存储器储存装置的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种数据写入方法，尤其涉及一种用于非易失性存储器模组的数据写入方法及使用此方法的存储器控制器与存储器储存装置。

背景技术

数码相机、手机与MP3在这几年来的发展十分迅速，使得消费者对数码内容的储存需求也急速增加。由于闪存(Flash Memory)具有数据非易失性、省电、体积小与无机械结构等的特性，适合使用者随身携带作为数码文件传递与交换的储存媒体。

传统上，闪存储存装置的用途主要是储存使用者数据。例如，使用者会使用随身碟来储存数码文件，或者使用记忆卡作为数码相机、MP3播放器等可携式装置的储存媒体，此类闪存储存装置主要储存数据量较大的数码数据(例如，数据量为64Kb或128Kb以上的数据)。

随着闪存技术的发展，使得闪存储存装置的储存容量越来越大且成本越来越低，因此许多电脑制造商开始将以闪存作为储存媒体的固态硬盘(Solid State Drive,SSD)用作为电脑系统的主要磁碟。由电脑系统的作业系统会经常性地在主要磁碟中反复地写入与更新数据量较小的数据(例如，数据量为4Kb或8Kb以下的数据)。

基于闪存的物理特性，在闪存记忆胞仅能进行单向的程序化(即，记忆胞中的位元仅能从1程序化为0)，因此在闪存的记忆胞中写入数据时必须先将记忆胞中先前所储存的数据抹除后方能重新写入新数据。

在闪存储存系统的设计上，一般来说，闪存储存系统的闪存实体区块会分组为多个实体单元(即，每一实体单元是由一个或多个实体区块所组成)，该实体单元中具有至少一闪存细胞(flash memory cell)，每一细胞是由至少一电晶体所组成，如MOSFET或其他电晶体或逻辑电路，各该细胞可储存至少一个位元，并且这些实体单元会分组为数据区(data area)与闲置区(free area)。归类为数据区的实体单元中会储存由写入指令所写入的有效数据，而闲置区中的实体单元是用以在执行写入指令时替换数据区中的实体单元。具体来说，当闪存储存系统接受到主机的写入指令而欲对数据区的实体单元进行写入时，闪存储存系统会从闲置区中提取一实体单元并且将在数据区中欲写入的实体单元中的有效旧数据与欲写入的新数据写入至从闲置区中提取的实体单元并且将已写入新数据的实体单元关联为数据区，并且将原该数据区的实体单元进行抹除并关联为闲置区。为了能够让主机能够顺利地存取以轮替方式储存数据的实体单元，闪存储存系统会提供逻辑单元以映射这些实体单元。具体来说，闪存储存系统会将主机所存取的逻辑存取地址转换至对应的逻辑单元，并且通过在逻辑单元-实体单元对映表(logical unit-physical unit mapping table)中记录与更新逻辑单元与数据区的实体单元之间的对映关系来反映实体单元的轮替，所以主机仅需依据逻辑存取地址进行存取，而闪存储存系统会依据逻辑单元-实体单元对映表对所对映的实体单元进行数据的读取或写入。

基于上述闪存储存系统的运作架构下，在将闪存储存系统应用作为电脑系统的主硬盘时，由于电脑系统会经常性地反复地写入与更新数据量较小的数据，所以闪存储存系统的实体单元会被频繁地进行抹除动作来以上述轮替方式写入电脑系统所更新的数据。然而，组成实体单元的实体区块的抹除次数是有限的(例如实体区块抹除一万次后就会损坏)，因此在频繁地抹除实体单元时将大幅缩短闪存储存装置的寿命。

发明内容

本发明提供一种数据写入方法与存储器控制器，其能够减少实体单元的抹除，由此有效地增加存储器储存装置的效能并且延长存储器储存装置的寿命。

此外，本发明提供一种存储器储存装置，其具有较长的使用寿命与较佳的写入效能。

本发明范例实施例提供一种数据写入方法，用于写入数据至多个实体区块。该数据写入方法包括将这些实体区块分组为多个实体单元，将这些实体单元至少分组为数据区与闲置区，并且配置多个逻辑单元以映射属于数据区的实体单元。该数据写入方法也包括从属于闲置区的实体单元之中提取一个实体单元，将属于这些逻辑单元之中的至少一逻辑单元的至少一数据写入至所提取的实体单元中，以及在所提取的实体单元中写入一结束标记，其中在所提取的实体单元中此结束标记是接续于属于此逻辑单元的数据之后。