[发明专利]用于坏块管理的存储器系统及方法

说明书

本发明提供一种控制存储系统的方法，该存储系统可包括多个存储器单元和存储器控制器，其中多个存储器单元被布置在块中，存储器控制器联接到多个存储器单元，且用于控制多个存储器单元中的数据写入和数据读取。该方法包括：如果块中坏页面的计数为零，则将该块识别为好块；如果坏页面的计数低于阈值数量，则将该块识别为劣块；并且如果坏页面的计数大于或等于阈值数量，则将该块识别为坏块。该方法包括使用好块和劣块进行读取操作和编程操作，而不使用坏块进行读取操作和编程操作。

相关申请的交叉引用

本申请求于2018年4月3日提交的申请号为62/652,177，名称为“坏块管理(BADBLOCK MANAGEMENT)”的临时申请的优先权，该临时申请被转让给本申请的受让人，并且该临时申请的全部内容通过引用而明确地并入本文。

技术领域

本发明总体涉及一种用于存储装置的系统和方法，且特别地，涉及提高非易失性存储器装置的性能。

背景技术

固态存储器被广泛的用于各种电子系统，包括例如消费电子装置(例如，移动电话、摄像机、计算机等)和企业计算系统(例如，硬盘驱动器、随机存取存储器(RAM)等)。固态存储器由于延迟、吞吐量、抗冲击性、封装和其它考虑因素已比机械或其它存储器存储技术更受欢迎。在这些非易失性存储器装置中，NAND闪速存储器装置由于其高度集成而带来的低制造成本而广受欢迎。

基于闪速存储器的固态硬盘(SSD)驱动器可包括许多闪速存储器管芯。每一个闪存管芯可以具有数千个物理块。每一个块可包括多个闪存页面。在SSD的生命周期中，闪存块的可靠性质量可能会随着时间的推移而劣化，并且一些块可能会被识别为坏块，并从可用闪存块列表中去除。在一些常规系统中，每当在块中的任何地方发现坏页面或坏字线时，该块被标记为坏块，并且不再被使用。如下所述，这种做法可能会导致存储器装置受到不期望的限制。

发明内容

在常规的坏块管理方法中，块中的单个坏页面会导致整个块不再被使用。发明人已经认识到，这种实践可以减少预留空间(OP)并导致更多的写入放大(WA)，如下文进一步解释的，这可能降低存储器装置的可靠性。本发明的一些实施例提供了当块内的坏字线的数量小于某个阈值时，介于物理块从好块变为坏块之间的中间状态。这种技术可以延迟数据块引退，增加预留空间，并减少不必要的后台操作。一些实施例还包括群集块类型和对劣块编程的技术。

根据一些实施例，系统包括布置在块中的存储器单元，每一个块包括多个页面，并且每一个页面具有多个存储器单元。该系统还包括联接到存储器单元的存储器控制器，用于控制存储器单元的擦除操作、编程操作和读取操作。存储器控制器配置成：如果块中坏页面的计数为零，则存储器控制器将该块识别为好块；如果坏页面的计数小于阈值数量，则将该块识别为劣块；并且如果坏页面的计数大于或等于阈值数量，则将该块识别为坏块。存储器控制器配置成使用好块和劣块进行读取操作和编程操作，而不使用坏块进行读取操作和编程操作。

在一些实施例中，系统还包括劣块的表，对于每一个劣块，该表列出劣块中坏页面的计数和劣块中坏页面的位置。存储器控制器配置成接收关于坏页面的信息，并确定坏页面是处于好块还是处于劣块中。在确定坏页面处于好块中时，好块被识别为劣块，并在劣块的表中创建条目。在确定坏页面处于劣块中时，存储器控制器在劣块的表中定位劣块，增加劣块中坏页面的计数，并记录坏页面的位置。存储器控制器还确定坏页面的计数是否大于阈值数量。在确定坏页面的计数大于阈值数量时，该块被确定为坏块。

在一些实施例中，接收关于坏页面的信息包括在目标页面地址处执行读取操作，并且确定是否已经发生读取失败。在检测到读取失败时，该页面被识别为坏页面。系统在目标页面地址恢复页面中的正确数据，并将正确数据复制到好块。