[发明专利]在快闪存储器中进行耗损平衡操作的方法和相关控制器以及储存系统

说明书

本发明涉及一种在一快闪存储器中进行一耗损平衡操作的方法和相关控制器以及储存系统，该方法包含：根据一区块被抹除后，该快闪存储器进行抹除操作的次数，决定该快闪存储器的多个区块中每一区块的一区块年龄；透过将该多个区块的区块年龄与一年龄限制进行比较，从该多个区块中选出一个或多个候选来源区块；根据该一个或多个候选来源区块的抹除次数或者区块年龄，从该一个或多个候选来源区块中选出一来源区块；以及对该来源区块进行该耗损平衡操作。

技术领域

本发明关于快闪存储器，尤指在快闪存储器中进行耗损平衡操作的方法和相关控制器以及储存系统。

背景技术

快闪存储器由个别的可抹除区块组成，每个可抹除区块在提前耗损或者是超过其耐久度之前，具有有限的P/E(编程program/抹除erase)周期。因此，快闪存储器需定期依靠耗损平衡(wear-leveling)操作，防止特定区块上发生密集抹除，并且将抹除更均匀地分散在快闪存储器的所有区块上。

一般来说，只要空闲区块(spare block)的最高抹除次数与快闪存储器中的最低抹除次数之间的差值超过一个临界值，习知的静态耗损平衡(static wear-leveling)操作就会被触发。此时，抹除次数少的区块被选作为来源区块，且这些区块中的数据被当成冷数据(即，不常被存取的数据)。另一方面，具有高抹除次数的空闲区块则被选作为目的区块，并且这些区块中的数据被当成热数据(即，经常被存取的数据)。被认定的“冷数据”将被移动到目的区块，而被认定的“热数据”将被写入到来源区块。在这个情形下，可以预期在一段时间后，来源区块(现在包含热数据)的抹除次数有相对较大的增加，而目的区块(现在包含冷数据)的抹除次数的增加相对较小，从而使得抹除次数之间的差异得以平衡。然而，这种方式可能会导致意外的结果。

考虑图1A所示的情况，少量的区块(即区块组A)具有低抹除次数差值，并包含冷数据，而大量的区块(即，区块组B)具有高抹除次数差值，并包含热数据。之后，当区块组B的抹除次数差值达到抹除次数差值临界值ECTH，在时间T1将触发耗损平衡操作。由于区块组A中区块的抹除次数较少，这些区块被选作来源区块，而区块组A中的冷数据将被移动到区块组B中的多个区块(即，区块组B1)中。再者，热数据将被移动到区块组A中的区块，从而平衡两区块组的抹除次数差值。如图1B所示，当再次达到抹除次数差值临界值ECTH，在时间T2将触发耗损平衡操作。此时，由于区块组A中区块的抹除次数仍然很少，区块组A中的数据会被误认为是冷数据，并且被进一步移动到区块组B中的区块(即，区块组B2)中。

如此一来，先前在时间Tl时，被写入到区块组A1的“热数据”，会再次被移动到具有高抹除次数的区块组B2中的区块，从而导致区块组B2的抹除次数不断上升，继而无法平衡抹除次数之间的差异。由上可知，区块的抹除次数不能完美地反映出数据的温度，仅依靠抹除次数来选择耗损平衡操作的来源区块，可能会导致无意义的数据搬移，降低耗损平衡的效果，甚至可能使写入放大(write amplification)变得更糟。因此，有必要提供一种在耗损平衡操作中选择来源区块的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种执行耗损平衡操作的方法。本发明实施例提供了可更精确地判断数据温度的方式。首先，本发明维护一个区块年龄表，用以记录快闪存储器中的区块年龄。再者，本发明设定了年龄限制，一旦一个区块的区块年龄超过年龄限制，则判断该区块长时间未进行抹除操作，而该区块很可能包含冷数据，并将该区块选作耗损平衡操作的一个候选来源区块。透过本发明的技术，可以更加准确地判断数据温度，从而避免选出包含有热数据的区块作为来源区块。如此一来，本发明可有效提升耗损平衡的效率。

本发明实施例提供一种在一快闪存储器中进行执行一耗损平衡操作的方法，该方法包含：根据一区块被抹除后，该快闪存储器进行抹除操作的次数，决定该快闪存储器的多个区块中每一区块的一区块年龄；透过将该多个区块的区块年龄与一年龄限制进行比较，从该多个区块中选出一个或多个候选来源区块；根据该一个或多个候选来源区块的抹除次数或者区块年龄，从该一个或多个候选来源区块中选出一来源区块；以及对该来源区块进行该耗损平衡操作。