[发明专利]用于通过预测需求时间来执行垃圾收集的设备和方法

说明书

一种存储器系统，包括：非易失性存储器装置，所述非易失性存储器装置包括多个管芯，每个管芯包括多个平面，每个平面包括多个块，每个块包括多个页面，并且所述非易失性存储器装置进一步包括多个页面缓冲器，每个页面缓冲器用于以页面为单位缓存要输入到所述块中的每个块以及从所述块中的每个块输出的数据；以及控制器，所述控制器适于根据条件管理多个超级块，每个超级块包括在所述块之中能够被并行读取的N个块，分别针对所述超级块生成预测需求时间，所述预测需求时间中的每一个表示从对应的所述超级块提取有效数据所需的时间，以及基于所述预测需求时间从所述块之中选择用于垃圾收集的牺牲块。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年7月31日提交的第10-2018-0089400号韩国专利申请和于2018年12月21日提交的第10-2018-0167583号韩国专利申请的优先权，这些申请通过引用整体并入本文。

技术领域

各种实施例涉及一种存储器系统，并且更具体地，涉及一种支持垃圾收集的存储器系统及其操作方法。

背景技术

计算机环境范例已经改变为可以随时随地使用的普适计算系统。正因如此，诸如移动电话、数码相机和笔记本计算机等便携式电子装置的使用已经迅速增加。这些便携式电子装置通常使用具有一个或多个存储器装置的存储器系统来存储数据。存储器系统可以用作便携式电子装置的主存储装置或辅助存储装置。

存储器系统提供了极好的稳定性、耐久性、高信息访问速度和低功耗，这是因为它们没有移动部件。具有这种优点的存储器系统的示例包括通用串行总线(USB)存储器装置、具有各种接口的存储卡和固态驱动器(SSD)。

发明内容

各种实施例涉及一种存储器系统及其操作方法，该存储器系统能够以超级块为单位预测性地计算在用于垃圾收集的块中提取有效数据时所需的需求时间，以及基于预测性地计算的需求时间来选择用于垃圾收集的牺牲块。

在一个实施例中，存储器系统可以包括：非易失性存储器装置，包括多个管芯，每个管芯包括多个平面，每个平面包括多个块，每个块包括多个页面，并且非易失性存储器装置进一步包括多个页面缓冲器，每个页面缓冲器用于以页面为单位缓存要输入到块中的每个块以及从块中的每个块输出的数据；以及控制器，该控制器适于根据条件管理多个超级块，每个超级块包括块之中能够被并行读取的N个块，分别针对超级块生成预测需求时间，该预测需求时间中的每一个表示从对应的超级块提取有效数据所需的时间，以及基于预测需求时间从块之中选择用于垃圾收集的牺牲块。N可以是2或更大的自然数。

当仅针对在超级块中的第一超级块中的相应N个块中的相同位置处的页面启用并行读取时，控制器可以通过对第一时间和第二时间求和来生成与第一超级块相对应的预测需求时间，第一时间是通过将一个数字乘以预测读取时间计算得到的，该数字表示在第一超级块的N个块之中位置相同的有效页面的计数与第一计数之差，第一计数表示N个块的有效页面计数与预测读取时间的和，第二时间表示第一计数和预测传输时间的乘积，预测读取时间可以是预测将第一超级块的数据缓存在页面缓冲器中所需的时间，并且预测传输时间可以是预测将页面缓冲器中缓存的数据传输到控制器所需的时间。

当针对在超级块中的第二超级块中的相应N个块中的不同位置处的页面启用并行读取时，控制器可以通过对第三时间和第四时间求和来生成与第二超级块相对应的预测需求时间，第三时间是通过将N个块的有效页面计数之中的最大计数乘以预测读取时间计算得到的，第四时间是通过将表示N个块的有效页面计数的和的计数乘以预测传输时间计算得到的，预测读取时间可以是预测将第二超级块的数据缓存在页面缓冲器中所需的时间，并且预测传输时间可以是预测将页面缓冲器中缓存的数据传输到控制器所需的时间。

每当块之中的块的有效页面计数改变时，控制器可以计算与超级块相对应的更新预测需求时间，该超级块包括有效页面计数已经改变的块。